Study of Hadron Interactions from LQCD and Deep Learning

从 LQCD 和深度学习研究强子相互作用

基本信息

批准号：
21K03555
负责人：
池田陽一
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Osaka University (2022)Kyushu University (2021)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

強い相互作用の第一原理計算である格子QCDを用いて、phi中間子-核子系における軌道角運動量S波、スピン2/3に関するハドロン間相互作用の導出を行った。ここでは、pi中間子質量が146MeVの物理点近傍のゲージ配位を利用した。LHC ALICEグループでは、高エネルギーハドロン衝突実験により、phi中間子-核子のスピン平均された相関関数を測定されており、本研究の格子QCDによる相互作用を利用しスピン1/2におけるphi中間子-核子系に束縛状態が存在する可能性が示唆された。このようにハドロン間相互作用の決定、およびそこから創発する量子状態の研究が、現在活発に行われているが、重イオン衝突実験で報告されたハドロン束縛状態・共鳴状態の候補について、それらの存在を確立させることが重要である。これまでの高エネルギー実験において、新奇なハドロン量子状態が散乱閾値近傍に存在する可能性が示唆されており、本研究では、これらの量子状態決定に機械学習を導入する新しい方法を提案している。今年度の研究において、閾値近傍における散乱振幅の良い近似となる有効レンジ展開を用いて、２核子系における束縛状態と仮想状態を区別する深層学習プログラムを完成させた。量子状態は散乱振幅の複素エネルギー平面上での極の位置で決まるため、散乱理論に忠実に、散乱振幅の解析性を正しく満たす教師データを作成した。これらを元に、散乱実験データへの応用を試み、部分波解析を行った先行研究と高精度で一致することが確かめられた。さらに、チャームクォークを含むような２中間子間の相互作用の計算に向けてのコード開発を行い、スーパーコンピュータ富岳を用いた計算がスタートさせた。ここでは、テトラクォークの候補であるTccに関する相互作用の計算を行った。

利用晶格 QCD（强相互作用的第一性原理计算），我们推导了有关 phi 介子-核子系统中轨道角动量 S 波和自旋 2/3 的强子-强子相互作用。在这里，我们在 pi 介子质量为 146 MeV 的物理点附近使用了规范配置。在LHC ALICE组中，通过高能强子碰撞实验测量了phi介子和核子的自旋平均相关函数，并且自旋1/2处的phi离子和核子被认为可能存在束缚态。如上所述，目前正在积极进行强子之间相互作用的确定以及由此产生的量子态的研究，以确定其存在非常重要。之前的高能实验表明，在散射阈值附近可能存在新的强子量子态，而这项研究提出了一种利用机器学习来确定这些量子态的新方法。在今年的研究中，我们完成了一个深度学习程序，该程序使用有效范围扩展来区分双核子系统中的束缚态和虚态，这是阈值附近散射幅度的良好近似。由于量子态是由复杂能平面上散射振幅极点的位置决定的，因此我们创建了忠实遵循散射理论并正确满足散射振幅解析性质的训练数据。基于这些结果，我们尝试将结果应用于散射实验数据，并证实该结果与先前使用高精度部分波分析的研究结果一致。此外，我们还开发了计算两个介子之间相互作用的代码，其中包括粲夸克，并且我们已经开始使用超级计算机富岳进行计算。在这里，我们计算了有关四夸克候选者 Tcc 的相互作用。