理学府 物理学専攻 粒子宇宙論

理学部 物理学科 物理学

092-642-2557

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理学博士

素粒子理論

素粒子論の標準模型においては、強い相互作用をする粒子(ハドロン)は、量子色力学（ＱＣＤ）というゲージ理論で記述され、基本粒子であるクォークとグルオンの束縛状態として理解されている。「閉じ込め」と呼ばれる現象のため、クォークおよびグルオンは単体としては観測されず、複合粒子であるハドロンのみが直接観測されることになる。それゆえ、強い相互作用の理解にはＱＣＤにおける束縛状態の理解が大変重要である、が、ＱＣＤのような相対論的場の理論における束縛状態は、多粒子状態と結合しており、また、すべてのスケールの量子揺らぎとも結合した、極めて複雑な非摂動論的ダイナミクスによっている。

QCD は強い相互作用の「究極理論」であって、原子核を含むすべてハドロンの構造と相互作用(の大部分)を究極的には説明すると期待される。しかし、(安定に存在する)原子核の性質を、QCD の言葉で直接説明することは大変難しい。結局、多くの場合現象論的な「現実的核力」を用いて原子核の性質を説明しようとするのだが、「究極理論」を知っている立場からすると、大変後退したやり方だと考えざるを得ない。もちろん直接クォークとグルオンの自由度を使って原子核を記述することは望むべくもないが、少なくとも現象論的モデルに依らずに QCD のダイナミクスから直接何が言えるのかを整理することは有意義である。

私はこのような考えの下に、場の量子論の一般的原理に基づく、有効場の理論によるハドロン系の記述を研究している。有効場の理論はカイラル対称性の破れを通じてＱＣＤと結び付き、系統的な改善を可能にする枠組みである。。特に、ウィルソン流の繰り込み群の考え方を用いて、核子系の有効場理論のダイナミクスの特徴を捉える研究をしている。


教育に関しては、主に箱崎地区における学部学生に対する専門科目の教育および大学院での講義を行っている。また、素粒子理論専攻の大学院生に対して日常的な研究指導の他に輪講、勉強会等を開いている。