科学研究費補助金・新学術領域研究（新ハドロン）・公募研究

ハドロン分子状態としてのハドロン励起状態

研究代表者：慈道 大介（京都大学基礎物理学研究所）

課題番号：22105507（平成22年度〜23年度）

研究の目的・概要

　最近の研究により、特に励起状態のハドロンにおいて、従来考えられているような構成子クォーク描像が成り立たないハドロンがあることがわかってきた。本研究では、数多くあるハドロン励起状態の中で、ハドロンの分子的状態として理解できる励起状態が存在するかどうかについて、理論的考察を行う。そのために、励起状態をハドロンの自由度のみで記述する理論的枠組みを構築し、励起状態がハドロンの自由度で記述された時どのような観測量にそれが反映されるかを明らかにする。特に、２体系において、詳細に理解することで、多体系の基礎を築く。このような観点は、ハドロンのクォーク多体系としての理解とは相補的な関係にあり、量子色力学によるハドロン間の強い相互作用を理解する上で重要である。

平成22年度：研究の成果

Λ(1405)バリオン励起状態は、Kbarと核子のハドロンのサイズ程度に広がったハドロン分子状態である可能性が高まっている。また、スカラー中間子f0(980), a0(980)についてもKbarKを主成分としたメゾンの準束縛状態である可能性も調べられている。このように、KbarN や KbarK の相互作用はハドロン分子状態を作りやすい相互作用となっていることが考えられるので、KbarKN などの３体系にも同様な準束縛状態が作られると考えられる。本研究では、相対論的 Faddeev 法をカイラル動力学に用いて、KbarKN の３体系の束縛エネルギーを計算し、この状態が1910MeV あたりに核子の励起状態として現れることを確認した。また、このようなサイズが大きい状態が高エネルギーの重イオン衝突によってどれくらい生成されるかを見積もり、ハドロンのサイズの情報を得る手がかりについて研究を行った。


論文：
  1. Valence quark and meson cloud contributions for the gamma* Lambda -> Lambda* and gamma* Sigma0 -> Lambda* reactions,
    G. Ramalho, D. Jido, K. Tsushima
    arXiv:1202.2299 [hep-ph]. [SPIRES]
  2. Compositeness of bound states and resonances in chiral unitary approach,
    Tetsuo Hyodo, Daisuke Jido, Atsushi Hosaka
    Phys. Rev. C. 85, 015201 (2012). [SPIRES]
  3. Complex 2D Matrix Model and Geometrical Map on Complex-Nc Plane,
    K. Nawa, S. Ozaki, H. Nagahiro, D. Jido, A. Hosaka,
    arXiv:1109.0426 [hep-ph]. [SPIRES]
  4. KD, eta Ds interaction in finite volume and the Ds*0(2317) resonance,
    A.Martinez Torres, L.R. Dai, C. Koren, D. Jido, and E. Oset
    Phys. Rev. D 85, 014027 (2012). [SPIRES]
  5. Exotic Hadrons in Heavy Ion Collisions,
    Sungtae Cho, Takenori Furumoto, Tetsuo Hyodo, Daisuke Jido, Che Ming Ko, Su Houng Lee, Marina Nielsen, Akira Ohnishi, Takayasu Sekihara, Shigehiro Yasui, Koichi Yazaki (the ExHIC collaboration),
    Phys. Rev. C 84, 064910 (2011). [SPIRES]
  6. Theoretical support for the pi(1300) and the recently claimed f0(1790) as molecular resonances,
    A.Martinez Torres, K.P. Khemchandani, D. Jido, A. Hosaka,
    Phys. Rev. D 84, 074027 (2011). [SPIRES]
  7. The nature of the Lambda(1405) resonance in chiral dynamics,
    Tetsuo Hyodo, Daisuke Jido,
    Prog. Part. Nucl. Phys. 67, 55-98 (2012). [SPIRES]
  8. Diquarks: a QCD sum rule perspective,
    Kyungil Kim, Dasuke Jido and Su Houng Lee,
    Phys. Rev. C 84, 025204 (2011) [SPIRES]
  9. Theoretical study of the KKKbar system and dynamical generation of the K(1460)resonance,
    A. Martinez Torres, D. Jido, Y. Kanada-En'yo,
    Phys. Rev. C 83, 065205 (2011). [SPIRES]
  10. Structure of Λ(1405) and threshold behavior of πΣ scattering,
    Yoichi Ikeda, Tetsuo Hyodo, Daisuke Jido, Hiroyuki Kamano, Toru Sato, Koichi Yazaki,
    Prog. Theo. Phys.125, 1205-1224 (2011). [SPIRES]
  11. Composite and elementary natures of a1(1260) meson,
    H. Nagahiro, K. Nawa, S. Ozaki, D. Jido, A. Hosaka,
    Phys. Rev. D 83, 111504(R) (2011). [SPIRES]
  12. Internal structure of resonant Λ(1405) state in chiral dynamics,
    Takayasu Sekihara, Tetsuo Hyodo, Daisuke Jido,
    Phys. Rev. C 83, 055202 (2011). [SPIRES]
  13. Idintifying multi-quark hadrons from Heavy Ion Collisions,
    Sungtae Cho, Takenori Furumoto, Tetsuo Hyodo, Daisuke Jido, Che Ming Ko, Su Houng Lee, Marina Nielsen, Akira Ohnishi, Takayasu Sekihara, Shigehiro Yasui, Koichi Yazaki (the ExHIC collaboration),
    Phys. Rev. Lett. 106, 212001 (2011). [SPIRES]
  14. Kaon induced Λ(1405) production on a deuteron target at DAFNE,
    D. Jido, E. Oset, T. Sekihara,
    Eur. Phys. J. A 47, 42 (2011). [SPIRES]
  15. Theoretical study of incoherent φ photoproduction on a deuteron target,
    Takayasu Sekihara, Alberto Martinez Torres, Daisuke Jido, Eulogio Oset,
    Eur. Phys. J. A 48, 10 (2012). [SPIRES]
  16. Nature of the σ meson as revealed by its softening process,
    Tetsuo Hyodo, Daisuke Jido, Teiji Kunihiro,
    Nucl. Phys. A 848, 341-365 (2010). [SPIRES]
  17. KΛ(1405) configuration of the KbarKN system,
    A. Martines Torres, D. Jido,
    Phys. Rev. C 82, 038202 (2010). [SPIRES]
会議録：
  1. Partial restoration of chiral symmetry and pion in nuclear medium,
    Daisuke Jido, Soichiro Goda
    To be pubulisted in Proceedings for 14th International Conference on Hadron Spectroscopy (Hadron 2011), 13-17 June, 2011, Kunstlerhaus, Munich, Germany.
  2. Interanal structure of the Lambda(1405) resonance probed in chiral unitary amplitude,
    Takayasu Sekihara, Tetsuo Hyodo, Daisuke Jido,
    To be pubulisted in Proceedings for 14th International Conference on Hadron Spectroscopy (Hadron 2011), 13-17 June, 2011, Kunstlerhaus, Munich, Germany.
  3. Hadronic molecules in chiral dynamics,
    Tetsuo Hyodo, Daisuke Jido, Atsushi Hosaka
    Journal of Physics: Conference Series 302, 012053 (2011).
    Proceedings for International Conference on the Structure of Baryon (Baryons'10), 7 - 11 December, 2010, Osaka University, Osaka, Japan.
  4. Origin and compositeness of baryons in chiral dynamics,
    Tetsuo Hyodo, Daisuke Jido, Atsushi Hosaka
    AIP Conference Proceedings 1388, 46-52 (2011).
    Proceedings for International Conference on the Structure of Baryon (Baryons'10), 7 - 11 December, 2010, Osaka University, Osaka, Japan.
  5. Λ(1405) and Kaonic Few-body States in Chiral Dynamics,
    D. Jido,
    AIP Conference Proceedings 1388, 65-71 (2011).
    Proceedings for International Conference on the Structure of Baryon (Baryons'10), 7 - 11 December, 2010, Osaka University, Osaka, Japan.
  6. Probing internal structure of Λ(1405) in meson-baryon dynamics with chiral symmetry,
    Takayasu Sekihara, Tetsuo Hyodo and Daisuke Jido,
    AIP Conference Proceedings 1388, 593-595 (2011).
    Proceedings for International Conference on the Structure of Baryon (Baryons'10), 7 - 11 December, 2010, Osaka University, Osaka, Japan.
  7. Exotics from Heavy Ion Collisions,
    Akira Ohnishi, Sungtae Cho, Takenori Furumoto, Tetsuo Hyodo, Daisuke Jido, Che Ming Ko, Su Houng Lee, Marina Nielsen, Takayasu Sekihara, Shigehiro Yasui, Koichi Yazaki (the ExHIC collaboration),
    AIP Conference Proceedings 1388, 404-407 (2011).
    Proceedings for International Conference on the Structure of Baryon (Baryons'10), 7 - 11 December, 2010, Osaka University, Osaka, Japan.
  8. Compositeness of bound states in chiral unitary approach,
    Tetsuo Hyodo, Daisuke Jido, Atsushi Hosaka,
    AIP Conference Proceedings 1322, 374-378 (2010).
    Proceedings for international workshop on Chiral Symmetry in Hadrons and Nuclei (Chiral10) , Valencia, Spain, June 21 - 24, 2010.
  9. Pseudoscalar mesons in nuclei and partial restoration of chiral symmetry,
    Daisuke Jido,
    Prog. Theor. Phys. Suppl. 186, 294-299 (2010).
    Proceedings for New Frontiers in QCD 2010 -- Exotic Hadron Systems and Dense Matter --, Kyoto, Japan, January 18 - March 19, 2010.
学会・国際会議講演：
  1. Dynamically generated baryon states (Invited talk in plenary session)
    D. Jido
    The 8th International Workshop on the Physics of Excited Nucleons (NSTAR2011), May 17-20, 2011, Thomas Jefferson National Accelerator Facility Newport News, Virginia USA.
  2. Kaonic Few-body States in Chiral Dynamics,
    Daisuke Jido
    新学術領域「多彩なフレーバーで探る新しいハドロン存在形態の包括的研究」2010年度領域研究会、 2011.2.28-3.1、理化学研究所 和光キャンパス 仁科ホール、和光市
  3. Λ(1405) and Kaonic Few-body States in Chiral Dynamics (Invited talk in plenary session),
    D.Jido
    International Conference on the Structure of Baryon (Baryons'10), 7 - 11 December, 2010, Osaka University, Osaka, Japan.
  4. Chiral symmetry for hadrons in nuclei (Invited talk in plenary session),
    D.Jido
    International Workshop on Chiral Symmetry in Hadrons and Nuclei (Chiral 10), 21 - 24 June, 2010, Instituto de Fisica Corpuscular, Valencia, Spain.
  5. カイラル動力学による KKbarN 準束縛状態,
    慈道大介、Alberto Martinez Torres、延与佳子,
    日本物理学会 2010年秋季大会、2010年9月（九州工業大学）
その他：
  1. Λ(1405) in coupled-channels chiral dynamics
    慈道 大介、
    マドリード大学セミナー（スペイン）、2010年6月30日