The Investigations of the -wave states combining quark model and lattice QCD in the coupled channel framework

Yang, Z.*; Wang, G.-J.*; Wu, J.-J.*; 岡 眞; Zhu, S.-L.*

Journal of High Energy Physics (Internet), 2023(1), p.058_1 - 058_19, 2023/01

https://doi.org/10.1007/JHEP01(2023)058

ハミルトニアン有効理論にクォーク模型、クォークペア生成、相互作用の情報を含むベアな状態と散乱状態の結合を取り入れた形式を用いて、しきい値近傍の波の4個の状態のスペクトルを研究した。

What is chiral susceptibility probing?

青木 慎也*; 青木 保道*; 深谷 英則*; 橋本 省二*; Rohrhofer, C.*; 鈴木 渓

Proceedings of Science (Internet), 396, p.050_1 - 050_9, 2022/07

https://doi.org/10.22323/1.396.0050

量子色力学(QCD)の黎明期においては、グルーオン場のトポロジカルな励起を通して軸性U(1)異常がカイラル対称性の破れのトリガーとなることが期待されていた。しかし、そのような効果を格子シミュレーションを用いて定量的に検証することは近年まで困難であった。本研究では、格子上でのカイラル対称性を厳密に保つフェルミオン定式化を用いて、QCDの高温領域の数値シミュレーションを行った。このシミュレーションでは、格子上のカイラル対称性が満たされていることにより、スカラーおよび擬スカラーチャネルの感受率の中から軸性U(1)対称性の破れに起因する寄与を分離することが可能となる。2フレーバーQCDにおける結果は、 MeVの温度領域におけるカイラル感受率が、軸性U(1)対称性の破れによって支配されていることを示唆している。

Role of the axial anomaly in the chiral susceptibility of QCD at high temperature

青木 慎也*; 青木 保道*; 深谷 英則*; 橋本 省二*; Rohrhofer, C.*; 鈴木 渓

Progress of Theoretical and Experimental Physics (Internet), 2022(2), p.023B05_1 - 023B05_12, 2022/02

https://doi.org/10.1093/ptep/ptac001

量子色力学(QCD)におけるカイラル対称性の自発的破れに関する相転移(カイラル相転移)の秩序変数は「カイラル凝縮」であるが、これと関係した量として、カイラル凝縮をクォーク質量で一階微分して得られる「カイラル感受率」という量が知られており、カイラル相転移を示唆する量の一つとしてこれまでしばしば注目されてきた。しかし、カイラル凝縮やカイラル感受率は軸性対称性の破れとも関係しており、その詳細は未だ明らかでない。本論文は、相転移温度近傍におけるカイラル感受率の振る舞いを調べ、軸性対称性の破れがカイラル感受率にどのように寄与しているかを明らかにすることを目的とする。具体的には、カイラル感受率をディラック演算子の固有値分解を用いた形式で表すことにより、軸性対称性の破れと他の寄与を分離する手法を用いた。2フレーバー格子QCDシミュレーションの結果は、MeVの温度領域におけるカイラル感受率が、軸性対称性の破れに大きく支配されていることを示唆している。特に、connected partは軸性感受率に、disconnected partはトポロジカル感受率と呼ばれる量によって支配されることが分かった。

Lattice-fermionic Casimir effect and topological insulators

石川 力*; 中山 勝政*; 鈴木 渓

Physical Review Research (Internet), 3(2), p.023201_1 - 023201_23, 2021/06

https://doi.org/10.1103/PhysRevResearch.3.023201

カシミール効果は、何らかの粒子のゼロ点エネルギーが2枚の平行平板の存在によって歪められることによって生じる物理現象である。格子上の自由度においては、エネルギーと運動量の分散関係はブリルアンゾーンの範囲で周期性を持つため、それに対応してカシミール効果も変化するはずである。本研究では、ナイーブ・フェルミオン,ウィルソン・フェルミオン,(メビウス・ドメインウォール・フェルミオン定式化に基づく)オーバーラップ・フェルミオンなどの格子フェルミオン系におけるカシミール効果の性質を理論的に調べた。特に、, , 次元において周期境界条件または反周期境界条件を持つ系について系統的な解析を行った。中でも、ナイーブ・フェルミオン,負質量を持つウィルソン・フェルミオン,domain-wall heightが大きい場合のオーバーラップ・フェルミオンなどの系において、奇数格子と偶数格子の間でカシミールエネルギーの大きさが振動する現象が見られた。この振動現象は、高運動量を持つ自由度(ダブラー)の存在に起因している。このような新奇なカシミール効果は、トポロジカル絶縁体のような物性系の実験や格子シミュレーションによって将来的に検証されることが期待される。

Casimir effect for lattice fermions

石川 力*; 中山 勝政*; 鈴木 渓

Physics Letters B, 809, p.135713_1 - 135713_7, 2020/10

AA2020-0811.pdf:0.54MB

https://doi.org/10.1016/j.physletb.2020.135713

本論文では、相互作用のない格子フェルミオンにおけるカシミールエネルギーの定義を世界で初めて提案する。我々はこの定義を用いることで、空間方向に周期境界条件や半周期境界条件が課された1+1次元時空におけるナイーブ・フェルミオン,ウィルソン・フェルミオン,(メビウス・ドメインウォール・フェルミオン定式化に基づく)オーバーラップ・フェルミオンに対するカシミール効果の性質を調べた。ナイーブ・フェルミオンにおいては、奇数個・偶数個の格子に対してカシミールエネルギーが交互に振動するという結果が得られた。ウィルソン・フェルミオンにおいては、格子サイズがの領域で、連続理論のディラック粒子におけるカシミールエネルギーとよく一致する結果が得られた。この結果は、格子シミュレーションによってカシミール効果を測定する際に、ウィルソン・フェルミオンによる格子正則化を用いることで離散化誤差をよく制御できることを意味している。さらに、(メビウス・ドメインウォール・フェルミオン定式化に基づく)オーバーラップ・フェルミオンはトポロジカル絶縁体の表面モードに対応しており、様々なモデルパラメータ依存性も調べた。これらの発見は、対応する格子構造を持つ物性系や、格子上の数値シミュレーションによっても検証されることが期待される。

Axial U(1) symmetry and mesonic correlators at high temperature in lattice QCD

鈴木 渓; 青木 慎也*; 青木 保道*; Cossu, G.*; 深谷 英則*; 橋本 省二*; Rohrhofer, C.*

Proceedings of Science (Internet), 363, p.178_1 - 178_7, 2020/08

https://doi.org/10.22323/1.363.0178

本研究では、の動的なメビウス・ドメインウォール・フェルミオンを含む格子QCDの数値シミュレーションによって、QCDの高温相における軸性対称性、オーバーラップ・ディラック演算子のスペクトル、メソン相関関数に対する遮蔽質量、トポロジカル感受率などの物理量を調べた。これらの中でいくつかの物理量は(格子上の)カイラル対称性の僅かな破れに敏感であるため、そのような物理量に対してはメビウス・ドメインウォール・フェルミオンからオーバーラップ・フェルミオンへの再重みづけを行った。さらに、有限体積効果を検証するために複数の体積でのシミュレーションも行った。T=220MeV以上の高温領域におけるカイラル極限(クォーク質量がゼロの極限)近傍の結果は、軸性U(1)異常の強い抑制を示唆している。

Radiative transitions of singly and doubly charmed baryons in lattice QCD

Bahtiyar, H.*; Can, K. U.*; Erkol, G.*; 岡 眞; 高橋 徹*

JPS Conference Proceedings (Internet), 26, p.022027_1 - 022027_4, 2019/11

https://doi.org/10.7566/JPSCP.26.022027

スピン3/2の1重および2重チャームバリオンからスピン1/2の基底状態への光遷移振幅を格子QCDによる第一原理計算を用いて求めた。

mesons as a probe of Casimir effect for chiral symmetry breaking

石川 力*; 中山 勝政*; 末永 大輝*; 鈴木 渓

Physical Review D, 100(3), p.034016_1 - 034016_14, 2019/08

https://doi.org/10.1103/PhysRevD.100.034016

本論文では、ゼロ温度および有限温度におけるカイラル対称性の自発的破れに対する有限体積効果を検証するために、中間子がプローブとして役立つことを示した。まず、2+1フレーバーの構成子クォークを含む線形シグマ模型を用いることで、平均場に対するCasimir効果を解析した。この解析では、反周期境界条件でカイラル対称性が回復し、周期境界条件で対称性の破れが増幅するという結果が得られた。さらに、有限温度・体積平面における平均場の相図を示した。中間子に対しては、カイラルパートナー構造に基づく有効模型を構築した。ここで、中間子質量の体積依存性は、平均場によって与えられる。中間子は平均場を含むため、中間子と比べて体積変化に対する応答が鈍いことが判明した。高温・周期境界条件においては、中間子の質量シフトに異常が見られることを発見し、この振る舞いは将来の格子QCDシミュレーションによる検証で役立つことが期待される。さらに、コンパクト化空間次元の数の依存性も調べた。

Finite temperature sum rules in the vector channel at finite momentum

Gubler, P.; 佐藤 大輔*

Physical Review D, 96(11), p.114028_1 - 114028_20, 2017/12

AA2017-0609.pdf:1.09MB

https://doi.org/10.1103/PhysRevD.96.114028

本論文ではベクター・チャンネルのlongitudinalとtransverse成分に関する厳密な和則を初めて導出する。和則は真空成分を差し引かれた有限温度のスペクトル関数について導出され、以前調べたゼロ運動量の場合の一般化である。論文の後半では導出した和則はいかにして格子QCDデータを使ったスペクトル関数の特定に用いることができるかを示す。

Color molecular dynamics for high density matter

丸山 敏毅; 初田 哲男*

Physical Review C, 61(6), p.062201_1 - 062201_5, 2000/06

https://doi.org/10.1103/PhysRevC.61.062201

クォーク多体系を、SU(3)カラー空間3次元座標空間における分子動力学で記述する。系の密度やエネルギーを変えながらクォークの挙動を調べると、低密度、低エネルギーでは3つのクォークがカラー中性な核子を作った状態で存在するが、エネルギーや密度を高くするとカラーが顕わなクォーク物質へと変化する様子が見られた。また、系の熱的性質を調べると、はっきりした相転移は見られかなったが、核物質の相からクォーク相への変化が熱的性質の変化にも現れていることがわかった。