プレスリリース:新粒子「ダイオメガ」-スパコン「京」と数理で予言するクォーク 6 個の新世界-

スパコンと数理によるダイバリオン研究の幕開け

理化学研究所
京都大学
大阪大学
2018年5月24日

理化学研究所(理研)仁科加速器科学研究センター量子ハドロン物理学研究室の権業慎也基礎科学特別研究員、土井琢身専任研究員、数理創造プログラムの初田哲男プログラムディレクター、京都大学基礎物理学研究所の佐々木健志特任助教、青木慎也教授、大阪大学核物理研究センターの石井理修准教授らの共同研究グループ「HAL QCD Collaboration [1] 」は、スーパーコンピュータ「京」を用いることで、新粒子「ダイオメガ(ΩΩ)」の存在を理論的に予言しました。本研究成果は、素粒子のクォーク [2] がどのように組み合わさって物質ができているのかという、現代物理学の根源的問題の解明につながると期待できます。

図 スーパーコンピュータ「京」(左)とダイオメガ(ΩΩ)のイメージ図(右)


 クォークには、アップ、ダウン、ストレンジ、チャーム、ボトム、トップの 6種類があることが、小林誠博士と益川敏英博士(2008 年ノーベル物理学賞受賞)により明らかにされました。陽子や中性子はアップクォークとダウンクォークが 3 個組み合わさって構成されており、3 個のストレンジクォークからなるオメガ(Ω)粒子も実験で観測されています。3 個のクォークからなる粒子(バリオン [3] )は、これまで多数見つかっていますが、6 個のクォークからなる粒子(ダイバリオン [4] )は、1930 年代に発見された重陽子(陽子 1 個と中性子 1 個)以外には見つかっていません。今回、共同研究グループは、2 個のΩ粒子の間に働く力を「京」を用いて明らかにし、ダイオメガ(ΩΩ)の存在を予言しました。これは、6 個のストレンジクォークだけからなる最も奇妙なダイバリオンであり、重陽子の発見以来、約 1 世紀ぶりとなる実験的発見が期待できます。本研究は、米国の科学雑誌『Physical Review Letters』に掲載されるのに先立ち、オンライン版(5 月 23 日付け:日本時間 5 月 24 日)に掲載される予定です。

本研究は、文部科学省 HPCI 戦略プログラム分野 5「物質と宇宙の起源と構造」、文部科学省 ポスト「京」重点課題 9「宇宙の基本法則と進化の解明」および計算基礎科学連携拠点(JICFuS)による支援を受けて行われました。また、本研究は、理化学研究所のスーパーコンピュータ「京」と「HOKUSAI」、筑波大学の「HA-PACS」を利用して得られた成果です。

くわしくは理化学研究所のプレスリリースをご覧ください。
http://www.riken.jp/pr/press/2018/20180524_1/

掲載論文

論文誌名:
Physical Review Letters
論文タイトル:
Most Strange Dibaryon from Lattice QCD
著者:
Shinya Gongyo, Kenji Sasaki, Sinya Aoki, Takumi Doi, Tetsuo Hatsuda, Yoichi Ikeda, Takashi Inoue, Takumi Iritani, Noriyoshi Ishii,Takaya Miyamoto, Hidekatsu Nemura
DOI番号:
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.120.212001

用語解説

[1]HAL QCD Collaboration
理研、京都大学、大阪大学、日本大学の研究者による共同研究グループ。Hadrons to Atomic nuclei from Lattice QCD Collaboration の略称。QCD は quantum chromodynamicsの略で量子色力学、Lattice QCD は格子量子色力学を指す。
[2]クォーク
物質を構成する最も基本的な素粒子で、6 種類のフレーバー(軽い方からアップ、ダウン、ストレンジ、チャーム、ボトム、トップ)と 3 種類のカラー(赤、青、緑)を持つ。
[3]バリオン
3 個のクォークが結合してできる粒子。陽子や中性子のほかに、ラムダ(Λ)粒子やデルタ(Δ)粒子、そして本研究で取り扱ったオメガ(Ω)粒子などがある。
[4]ダイバリオン
2 個のバリオン(クォーク 6 個)から構成される粒子。これまで確定しているものは陽子1個中性子1個からなる重陽子のみで、理論的には、H ダイバリオンなどさまざまなダイバリオンが予言されている。

カテゴリー: プレスリリース, 新着情報 パーマリンク