青木慎也 基礎物理学研究所教授、池田陽一 理化学研究所客員研究員、土井琢身 同専任研究員、初田哲男 同主任研究員らの研究グループは、スーパーコンピュータを用いた大規模数値シミュレーションにより、物質を構成する最も基本的な素粒子である「クォーク」4個から成る新粒子と考えられていた「 Zc （3900）」が、クォークの组み替えにより引き起こされる现象、すなわち「しきい値効果」であり、新粒子とは呼べないことを明らかにしました。
本研究成果は、2016年12月9日付けで米国物理学会の学術誌「Physical Review Letters」に掲載されました。
研究者からのコメント
2006年顷から我々が开発を进めている「格子蚕颁顿による核力ポテンシャルの计算法」（贬础尝蚕颁顿法）が、10年を経てようやく実験结果の解析や解釈に使えるまでに成熟してきたことには感慨が深いです。今回の研究成果は窜肠（3900）という特定の新粒子候补に対する解析ですが、この方法は他の新粒子候补にも适用出来る一般的なものなので、今后はさらに计算方法に改善を加えるとともに、いろいろな新奇な粒子候补の性质の解明をすすめていきたいと考えています。
1974年にウィルソンにより格子蚕颁顿が提案されて40年以上がたって、ようやく格子蚕颁顿を用いてハドロンを理解する时代がやってきました。実験で未発见の新粒子を格子蚕颁顿の予言も目指していきたいです。
概要
クォークは、物质の基本构成要素となる素粒子です。これまで、クォークが2个でできた中间子や、3个でできたバリオンが実験で観测されています。また、近年の加速器実験では、クォーク4个でできたテトラクォークや5个でできたペンタクォークといった新しいクォーク多体系の候补が発见されています。中でも Zc （3900）は、クォーク4个からなる新粒子として、国内外の実験施设で相次いで报告されているテトラクォークの代表格です。このテトラクォークは、最终的に2个の中间子（中间子ペア）に崩壊して観测されます。
本研究グループは、この Zc （3900）の正体を明らかにするために、クォークの基础理论である「量子色力学」に基づいて、4个のクォークがどのように构成されるかについて、大规模数値シミュレーションを行いました。さらに、シミュレーションで得られた中间子ペアの间の相互作用を用いて、「散乱理论（光や电子などの粒子を物质に照射し、粒子が散乱する现象を理论的に解析する方法）」による计算を実行しました。
その结果、 Zc （3900）は新粒子ではなく、崩壊先の中间子ペアが互いに入れ替わること（迁移）によるしきい値効果であることが明らかになりました。本研究により、量子色力学に基づいた数値シミュレーションを行うことで、3个より多いクォークからなる新奇なクォーク多体系の性质を解明する理论的道筋がつきました。これにより、素粒子物理学?原子核物理学の理论研究が大きく进展すると期待できます。
図：ハドロンの间に働く力と结合を大规模数値シミュレーションから导出する方法
格子量子色力学を用いた大规模数値シミュレーションにより、4个のクォークの离合集散を测定することで、π中间子（アップと反ダウン）と闯／ψ中间子（チャームと反チャーム）间に働く力、反顿中间子（アップと反チャーム）と顿 * 中间子（チャームと反ダウン）の间に働く力、およびこれらの中间子ペア间の结合を计算する。
详しい研究内容について
书誌情报
【顿翱滨】
Yoichi Ikeda, Sinya Aoki, Takumi Doi, Shinya Gongyo, Tetsuo Hatsuda, Takashi Inoue, Takumi Iritani, Noriyoshi Ishii, Keiko Murano and Kenji Sasaki. (2016). Fate of the Tetraquark Candidate Zc(3900) from Lattice QCD. Physical Review Letters, 117(24):242001.
