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研究活動
研究チーム紹介
連続系場の理論研究チーム
連続系場の理論研究チーム
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チームプリンシパル 青木 保道
（あおき やすみち）
yasumichi.aoki[at]riken.jp （拠点：神戸）- Emailの[at]は@にご変更ください。
- 1996
- 筑波大学計算物理学研究センターCOE研究員
- 1996
- 博士（理学）筑波大学
- 1997
- 筑波大学物理学系助手
- 2000
- 理研BNL研究センター研究員
- 2003
- ヴッパータル大学物理学科研究員
- 2006
- 理研BNL研究センター研究員（フェロー）
- 2010
- 名古屋大学基礎理論研究センター准教授
- 2016
- 高エネルギー加速器研究機構素粒子原子核研究所理論センター特任准教授
- 2016
- 理研BNL研究センター研究員（フェロー）
- 2018
- 理化学研究所計算科学研究センター（R-CCS）連続系場の理論研究チーム チームリーダー（現職）
- 2025
- 理化学研究所計算科学研究センター（R-CCS）次世代計算基盤開発部門 次世代計算基盤アプリケーション開発ユニット ユニットリーダー（現職）
キーワード
- 素粒子論
- 格子ゲージ理論
- 大規模数値計算
研究概要
素粒子の基本法則として数多の実験観測事象を説明する標準模型からの重要な予言（高温や高密度の極限状態での標準模型の振る舞いや、ハドロン反応を用いた標準模型の精密検証と標準模型を超える物理の探索など）は、標準模型中のQCD（量子色力学）の複雑な動力学を数値的に解くことで初めて得られます。ここで用いる格子QCDの数値計算は、近年現実的なパラメタ設定で行うことが可能になってきており、さまざまな物理過程に対して第一原理からの予言を行うことが可能となってきました。しかし、残された問題も数多く存在し、そこでの系統誤差の制御には、連続時空で実現していた対称性の多くを格子上でも保つ妥協のない手法による解析が有効です。これらの研究のために「富岳」の能力を最大限に発揮させるべく、アルゴリズム、解析手法の開発、コード開発を行うとともに、既存の計算機による研究を並行して進めていきます。模型の第一原理からの計算の結果が、その模型が担うエネルギー階層の上下との橋渡しとなり、開闢から現在にいたる宇宙の進化と物質生成のメカニズムの理解につながることを目指します。
主な研究成果
カイラルフェルミオンによる２フレーバー高温QCDの解析
QCDの動力学で最も重要なカイラル対称性とその自発的破れを精密にシミュレートするために、カイラル対称性を実現する格子形式を用いて大規模数値計算を行っています。2フレーバーQCD は現実世界のQCDの理想化近似モデル - カイラル対称性の担い手であるアップ、ダウンクォークを抽出したもの - ですが、より精密な3フレーバーモデル解析への示唆を与えるテストベッドでもあります。カイラル対称性が厳密なシミュレーションが最も効果的なテーマは、未解決問題が多い相転移の解明です。図（JLQCD共同研究による）は、カイラル相転移温度より高温側のいくつかの温度で、クォーク質量の関数としてトポロジカル電荷の感受率χの4乗根をプロットしいます。このような、相転移と対称性をリンクする様々な物理量の測定を進め、質量がゼロの極限の振る舞いや、相転移の様子が徐々に分かってきました。今後は、動的なクォークフレーバー数を現実世界と同じ3に増やした場合の相転移の解明、さらに標準模型の精密検証と標準模型を超える物理法則の探索を目指しており、そのための計算を「富岳」で行うための研究開発を行っていきます。
主要論文
- S. Aoki, Y. Aoki, G. Cossu, H. Fukaya, S. Hashimoto, T. Kaneko, C. Rohrhofer, K. Suzuki (JLQCD collaboration):
"Study of axial U(1) anomaly at high temperature with lattice chiral fermions"
Phys. Rev. D 103 (2021) 074506. -
C. Rohrhofer, Y. Aoki, L.Ya. Glozman, S. Hashimoto:
"Chiral-spin symmetry of the meson spectral function above Tc"
Phys.Lett. B802 (2020) 135245. -
C. Rohrhofer, Y. Aoki, G. Cossu, H. Fukaya, C. Gattringer, L.Ya. Glozman, S. Hashimoto, C.B. Lang, S. Prelovsek:
"Symmetries of spatial meson correlators in high temperature QCD"
Phys.Rev. D100 (2019) no.1, 014502 -
Eigo Shintani, Yoshinobu Kuramashi (PACS Collaboration):
"Hadronic vacuum polarization contribution to the muon g−2 with 2+1 flavor lattice QCD on a larger than (10 fm)4
lattice at the physical point" Phys.Rev. D100 (2019) no.3, 034517. -
Daisuke Kadoh, Yoshinobu Kuramashi, Yoshifumi Nakamura, Ryo Sakai, Shinji Takeda , Yusuke Yoshimura:
"Tensor network analysis of critical coupling in two dimensional ϕ4 theory"
JHEP 1905 (2019) 184. -
Yoshifumi Nakamura, Hideaki Oba, Shinji Takeda:
"Tensor Renormalization Group Algorithms with a Projective Truncation Method"
Phys.Rev. B99 (2019) no.15, 155101. -
Aoki, Y., Izubuchi, T., Shintani, E., and Soni, A.:
"Improved lattice computation of proton decay matrix elements"
Phys. Rev. D 96, 014506, 1-17. (2017). -
Aoki, Y., et al.: (LatKMI Collaboration)
"Light flavor-singlet scalars and walking signals in Nf = 8 QCD on the lattice"
Phys. Rev. D 96, 014508-1–57. (2017). -
Aoki. Y., et al.: (RBC and UKQCD Collaborations).
"Continuum Limit Physics from 2+1 Flavor Domain Wall QCD"
Phys. Rev. D 83, 074508-1-72. (2011). -
Aoki, Y., Endrodi, G., Fodor, Z., Katz, S., Krieg, S., and Szabo, K.:
"The order of the quantum chromodynamics transition predicted by the standard model of particle physics"
Nature 443, 675-678. (2006).
