H研究室

クォーク・ハドロン理論研究室

称性の自発的破れ」と密接に関連しており，有限温度・有限密度QCD，ハドロン構造等の研究を通して，その総合的理解が進んでいます．
現在，大型加速器施設を用いたハドロン実験が世界各地で行われています．当研究室では，これまでの実験から提出されてきた多くの謎を解決すると共に，将来の実験に対して提言を行うべく，有効模型や現象論的模型の枠組みでの新しい理論や模型の開発とそれを用いた解析などを行い，ハドロン物理の多角的な理解を目指します．
また最近では，ハドロン物理とその周辺分野との境界領域との融合を目指した研究も行っています．
以下に，当研究室での主な研究対象を紹介します．
ハドロン構造（1）エキゾチックハドロン* 原田正康 教授
多くのハドロンは，バリオン（ 3 クォーク状態，陽子なMasayasu Harada, Prof.
ど）とメソン（クォーク-反クォーク状態，πなど）に分類す
野中千穂＃ 特任教授 Chiho Nonaka. Designated Prof.
ることができます．しかし近年，加速器実験でこれら描山口康宏 助教
Yasuhiro Yamaguchi, Assist. Prof.
末永大輝 特任助教 Daiki Suenaga, Assist. Prof.
像では説明できない「エキゾチックハドロン」が数多く

#広島大学とのクロスアポイントメント報告されるようになりました．それらは重いクォークを含む 4 個や 5 個のクォークや反クォークが集まったマルチクォーク状態と考えられていますが，その構造について研究室では，クォーク・グルーオンの力学を記述す未だ決着はついていません（図上段参照）．通常ハドロンる基礎理論，量子色力学（QCD）の解明を目標としやエキゾチックハドロンの構造研究は，この宇宙の物質て研究を行なっています．
が素粒子クォークからどのように形成されたのかという我々の身の回りではクォーク・グルーオンは単独では「クォークの閉じ込め問題」に挑戦する課題と言えます．
現れず，これらが集まってできた「ハドロン」と呼ばれる複合粒子が観測されます．代表的なハドロンとして， 当研究室ではハドロン有効模型やクォーク模型を用いたハドロン間相互作用と構造の解析を行い，エキゾチック原子核を構成する核子（陽子や中性子）や湯川秀樹博士ハドロンの性質解明を目指しています．
（1949年ノーベル物理学賞受賞）により理論的に予言され（2）重いクォークを含むハドロンたπメソンがあります．これらハドロンの構造はクォー
近年，エキゾチックハドロン以外にも，重いクォーク
ク・グルーオン多体問題としては完全には理解できておを含むハドロンも次々と発見されています．これらハドらず，ハドロン物理学の重要課題の一つです．特に，最ロンでは質量の重いクォークと軽いクォークが共存し，近の実験ではこれまでの常識を超えた構造を持つエキゾ
これまでの核子などの軽いクォークのみの系ではわからチックハドロンが続々と発見されるようになり，その構なかった新たな現象・構造を探る対象として研究されて造の理論的解明が待たれています．
有限温度・有限密度におけるハドロン及びクォーク・グルーオン多体系の総合的理解も重要課題です．特に，高密度物質の研究は，宇宙物理現象である中性子星の内部構造，中性子星合体，超新星爆発などの解明にもつながっています．
ハドロン物理学は物質の「質量の起源」の解明へ切り込む学問でもあります．我々の質量の大部分を占める原子核を構成している核子の質量生成機構は「カイラル対

原田正康教授当https://hken.phys.nagoya-u.ac.jp*連絡先 harada@hken.phys.nagoya-u.ac.jp
教授：2／助教：2／ DC：4／ MC：6

山口康宏助教3

H研メンバー（教員，大学院生，学部4年生）

エキゾチックハドロン

います．本研究課題とエキゾチックハドロン研究は密接に関係し，これらを組み合わせた包括的なハドロンの構造解明を実施しています．
有限温度・有限密度QCD
高温度・高密度状態でのクォーク・ハドロン多体系の，カイラル対称性やクォーク・グルーオンの閉じ込め等に基づく相構造（図下段参照），QCD相転移機構やそれに伴うハドロンの性質の変化，関連する周辺物理との融合などを研究対象とします．
（1）高密度核物質・クォーク物質
クォーク・グルーオン多体系の相図（理論的予想）
高 密 度 状 態 の 理 解 を 目 指 し， 茨 城 県 東 海 村 に あ る
J-PARC実験，韓国IBS/RISP・RAON実験，ドイツ重イ「カオン研究所（GSI）/FAIR実験，ドゥブナ合同原子核研究所 「質量の起源」の解明が期待されます．核子の質量は，イラル対称性の自発的破れ」から生成される部分とそれ（JINR）/NICA実験，理研のRIビームファクトリー実験等以外の「カイラル不変質量」から成る部分より成り立っの多くの実験が計画あるいは存在します．これらの実験ていることが示唆されています．当研究室では，「カイラから高密度核物質への基本的な情報が得られることが期
ル不変質量」の効果を取り入れた有効模型を用いて高密待されています．また，高密度核物質・クォーク物質の構造は「中性子星内部の状態方程式」とも密接に関係し， 度核物質を構成し，中性子星の観測結果と比較することによる「カイラル不変質量」の検証や，大規模計算機をX線観測や重力波観測による中性子星の情報からも高密度用いた第一原理計算・格子QCDによる解析を進めていま状態への制限が得られます．
す．
この中性子星の観測情報を用いることで，物質の持つ最近の修士論文
大竹悠（2024）「Δバリオンを含むパリティ二重項模型を用いた中性子星の質量・半径の解析」
田中満（2024）「スーパーフレーバ対称性に基づくdoubly heavy tetraquarkの解析」
中島 雄大（2024）「クォークモデルに基づいたTcc+テトラクォークの崩壊幅の計算」
̅（*）Ξ（cc*）分子状態の解析」
浅沼 達也（2023）「ヘビークォーク対称性に基づくボゾン交換モデルによるD（*）D（*）分子状態とD
大島 一楓（2023）「高エネルギー重イオン衝突反応における流体ゆらぎと多粒子フロー相関の解析」
高田 寛大（2023）「カイラルダイクォーク模型に基づくsingly heavy baryonsの質量と崩壊の解析」
Walia Dhruv（2023）「Review of Neutron Star Matter in a Parity doublet Model with a six-point interaction」
Kong Yuk Kei（2022）「A study of neutron star matter based on a parity doublet model with a0(980) meson effect」
神戸 広大（2022）「2カラー格子理論を用いた有限密度におけるハドロンの性質の研究」
近藤 天裕（2022）「ベイズ推定を用いたクォーク・グルーオンプラズマ物性の研究」
宮地 克典（2022）「高エネルギー原子核衝突実験における光子を用いた高温クォーク物質の研究」
Gao Bikai（2022）「Impacts of anomaly on nuclear and neutron star equation of state based on a parity doublet model」

最近の博士論文
中村南川川上黒田
清水幸輝（2023）「Study on QGP bulk property based on relativistic resistivemagneto-hydrodynamics」
拓哉（2023）「Chiral variant and invariant components of the nucleon mass with quark-hadron crossover in neutron stars」
洋平（2021）「カイラル有効模型を用いたヘビーバリオンの崩壊幅の解析」
佳樹（2020）「軽いスカラー中間子のinverse mass hierarchyへのU（1）A 量子異常に現れるフレーバー対称性の破れの寄与の解析」
勇希（2020）「ヘビークォークスピン対称性に基づくエキゾチックハドロンのスピン多重項構造の研究」

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