素粒子論研究・電子版 Vol 36 - 2022年

Volume 36

    1 - 湯川胸像除幕式への湯川秀樹先生の高知訪問:生涯の転機大久保 茂男(大阪大学核物理研究センター)
  1. 1 - 湯川胸像除幕式への湯川秀樹先生の高知訪問:生涯の転機
    素粒子論研究・電子版 Vol 36 (2022) No. 1
    We have discovered unknown very valuable old photos of Prof. Hideki Yukawa at the unveiling ceremony of his bronze statue at an elementary school in Kochi in 1954, which are publicized here. They were discovered at the house of one of the two school pupils who unveiled the statue. We found that the statue had been in front of the main entrance of the school until 1981. However, the statue was moved to a newly created garden near the entrance gate when the new schoolhouse was rebuilt in 1982. The trees in the garden, which grew tall over the statue in the subsequent decades aided and accelerated the forgetting of its existence. The forgetting of the statue by the local people is related by chance to a historic event in the Marshall Islands. Prof. Yukawa’s visit to attend the unveiling ceremony occurred just after news that Japanese fishermen were heavily injured by atomic testing at the Bikini Atoll in the Pacific Ocean. At the news conference when he arrived at Kochi, he was unexpectedly asked about his attitude to the bomb testing by the US. He was considered to be the foremost top scientist in nuclear science in Japan at that time, having been awarded the Nobel Prize for physics in 1949. People in Kochi were very anxious about the test since many fishermen worked near Bikini Atoll. Contrary to the expectation of local people, he refused to comment on the matter at the news conference and in public lectures, which were held several times during his stay in Kochi. After returning to Kyoto, he issued the famous statement titled “Nuclear Era and the Turning Point of Mankind” in an influential national newspaper. This was a time in Prof. Yukawa’s life when he had to reflect and consult his conscience, and he chose to take a principled stance that became a turning point in his life. After the visit to Kochi, he devoted himself with his wife to the peace movement against nuclear weapons. Looking back, it can be observed that the visit in 1954 to attend the unveiling ceremony of his bronze statue in Kochi marked the start of that change. The statue can be seen to symbolize not only his Nobel Prize but also the turning point in his life that led him to support the peace movement against nuclear weapons.
  2. 2 - SU(3)三角格子反強磁性体の非線形シグマ模型による解析高橋 樹(京都大学 原子核理論研究室)
  3. 修士論文
    2 - SU(3)三角格子反強磁性体の非線形シグマ模型による解析
    素粒子論研究・電子版 Vol 36 (2022) No. 2
    2次元空間の格子上に反強磁性的な相互作用をする量子スピン系が配置された模型は、SU(2)スピン系を中心に、ここ40年ほどの間に研究されてきた。反強磁性体の代表的な基底状態には、Néel状態と、valence bond solid (VBS) 状態が挙げられる。ハミルトニアンに含まれるパラメータを変化させると、ゼロ温度で量子揺らぎに起因する量子相転移が起こる。特にNéel-VBS相転移は、古典的な相転移の枠組みでは説明できない直接2次 相転移が起き得ることが指摘され、その理論はdeconfined criticalityとして注目を集めている。 本研究では、SU(3)スピンが三角格子の格子点上に配置された「SU(3)三角格子反強磁性体」について、モノポールを含む有効理論の構築を行った。Néel状態からの低エネルギー励起の有効理論が、モノポール項を伴う SU(3)/U(1)^2 非線形シグマ模型で記述されることを導出した。SU(2)スピン系で既に指摘されているように、スピン系が格子上で定義されて いることの帰結として、モノポール(インスタントン)配位を考慮する必要がある。有効理論に含まれるモノポール項の形は、Berry位相と呼ばれる位相因子から制限を受ける。我々はSU(3)スピン系でスキルミオン配位を構成する方法を考案し、モノポールから生じるBerry位相を具体的に計算することに成功した。その結果、スピン表現に依 存して、モノポール項に違いが現れるという、SU(2)正方格子反強磁性体と類似の規則が得られた。相転移点の解析では、理論が持つ対称性とその破れが、重要な役割を果たす。Néel相はスピン回転対称性が、VBS相は格子の対称 性が、それぞれ自発的に破れた相に対応する。Berry位相を注意深く調べることにより、格子の対称性変換は、モノ ポール演算子の位相変換として作用することが明らかになった。さらに、モノポールが凝縮したモノポールガスの半古典的解析によって、特定のスピン表現に対して、モノポール演算子からVBS秩序変数を構成できることを示した 。これにより、VBS相はトポロジカル対称性が破れた相としても解釈できる。アノマリーマッチングの議論から、ス ピン回転対称性とトポロジカル対称性の両方を保つ相は、出現が禁止されることが分かる。以上の結果は、SU(2)正 方格子の場合と同様に、deconfined criticalityによるNéel-VBS相間の直接2次相転移の可能性を示唆するものであ る。
    量子相転移, モノポール, 対称性の破れ
  4. 3 - MUonE 実験によるミューオン g - 2 を説明可能な U(1)μ-τ ゲージボソンの探索和田 淳太郎(東京大学大学院理学系研究科物理学専攻浜口研究室)
  5. 修士論文
    3 - MUonE 実験によるミューオン g - 2 を説明可能な U(1)μ-τ ゲージボソンの探索
    素粒子論研究・電子版 Vol 36 (2022) No. 3
    米国フェルミ国立加速器研究所 (FNAL) の実験によって、 ミューオン異常磁気能率 (g - 2) の実験値と理論値の不一致が追認され、標準模型の綻びを示唆する結果となった。標準模型 (SM) の理論計算に関しては、ミューオン g - 2 へ寄与するハドロン真空偏極 (HVP) の精密評価を目的とした MUonE 実験が提案され、理論値の精密化が期待されている。一方、標準模型を超えた物理 (BSM) の観点では、U(1)μ-τ ゲージ対称性を持つ模型がミューオン g - 2 アノマリーを説明可能な有力な模型の一つとして今尚注目されており、 ミューオン g - 2 は SM、BSM 双方の文脈で活発な議論がされてきた。そんな中、筆者らは論文の中で、将来的に MUonE 実験によって U (1)μ-τ ゲージボゾンをミューオン g - 2 favored な領域を含むパラメータ領域で探索できることを示した。本修士論文はこの仕事に基づき、MUonE 実験の本来の目的 (HVP の精密測定) と、 我々による新しい提案 (U(1)μ-τ ゲージボゾンの探索) をまとめ、MUonE 実験が SM 理論計算の精密化と BSM 探索という二重の役割を果たせることを示す。
    ミューオン-2, MUonE実験, U(1)μ-τゲージ対称性
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