Probing physics beyond the Standard Model via flavor phenomenology

• Project/Area Number: 18J01459
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 山本 恵 広島大学, 理学研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2018-04-25 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: フレーバー物理 / 素粒子標準模型を超える物理 / フレーバー対称性 / 素粒子標準模型を超える新物理

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、精密測定が進むフレーバー物理現象を通し、素粒子標準模型を超える新物理の姿を見出すこと である。最終年度にあたる本年度は、フレーバーが持つ階層的構造の背後にある理論の有力候補であるフレーバ ー対称性に注目し、その有効理論の構築に取り組んだ。
フレーバー対称性は、標準模型の大きな謎であるフェルミオンの世代の起源・フレーバーの階層的構造の背後にある理論の可能性として動機づけされている考え方である。加えて、新粒子が未だ見つからず、新物理に非常 に感度が高いと予期されてきたフレーバー物理現象において、未だその兆候が現れていないという事実は、なん らかの抑制機構がはたらいていることを示唆しており、フレーバー対称性はその抑制機構としても有力な候補である。一方で、新粒子が未発見の現在、フレーバー物理現象を有効理論を用いて系統的に研究することで、新物理モデ ルの詳細に依存しない情報を引き出すアプローチが重要性を帯びてきている。
このような状況の中、フレーバー対称性を有する有効理論がどのように記述されるか明らかにすることに取り組んだ。フレーバー対称性として、[1]標準模型で湯川相互作用を除く項が有する U(3)フレーバー対称性、 そして[2]湯川相互作用が良い近似で保っている U(2) 対称性に注目した。フレーバー対称性を課した有効理論では、対称性によってフリーパラメータの数が大幅に減らされ、本研究でその有効理論の詳細を明らかにしたことは、現象論アプローチのファーストステップとして有効になるものと考えている。今後は、より詳細な現象論解析の展開や他のフレーバー対称性の可能性に議論を広げていく。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] University of Zurich(スイス)
• [Journal Article] Flavour symmetries in the SMEFT (2020)
  • Author(s): Darius A. Faroughy, Gino Isidori, Felix Wilsch, Kei Yamamoto
  • Journal Title: JHEP Volume: 08 Issue: 8 Pages: 166-166
  • DOI: 10.1007/jhep08(2020)166
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] With or without U(2)? Probing non-standard flavor and helicity structures in semileptonic B decays (2020)
  • Author(s): Javier Fuentes-Martin , Gino Isidori, Julie Pages, Kei Yamamoto
  • Journal Title: Phys. Lett. B Volume: 800 Pages: 135080-135080
  • DOI: 10.1016/j.physletb.2019.135080
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] D* polarization vs. R_{D^{(*)}} anomalies in the leptoquark models (2019)
  • Author(s): Iguro Syuhei、Kitahara Teppei、Omura Yuji、Watanabe Ryoutaro、Yamamoto Kei
  • Journal Title: Journal of High Energy Physics Volume: 2019 Issue: 2 Pages: 046-046
  • DOI: 10.1007/jhep02(2019)194
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Simultaneous interpretation of K and B anomalies in terms of chiral-flavorful vectors (2018)
  • Author(s): Shinya Matsuzaki, Kenji Nishiwaki, Kei Yamamoto
  • Journal Title: JHEP Volume: 1811 Issue: 11 Pages: 164-164
  • DOI: 10.1007/jhep11(2018)164
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Left-Right asymmetric model and flavor observables (2021)
  • Author(s): 山本恵
  • Organizer: 日本物理学会 第 76 回年次大会
• [Presentation] フレーバー対称性と素粒子標準模型有効場の理論 (2020)
  • Author(s): 山本恵
  • Organizer: 基研研究会 PPP2020
• [Presentation] フレーバー対称性と新物理 (2020)
  • Author(s): 山本恵
  • Organizer: Flavor physics workshop 2020
• [Presentation] Flavor symmetry and New physics (2020)
  • Author(s): 山本恵
  • Organizer: IITB-Hiroshima workshop on Neutrino Physics
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Theory of Kaon physics (2019)
  • Author(s): Kei Yamamoto
  • Organizer: J-PARC Symposium 2019
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] New Physics implications of the direct CP violation in Kaon decays (2019)
  • Author(s): Kei Yamamoto
  • Organizer: WIN2019
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] B-physics anomaly and U(2) flavor symmetry (2019)
  • Author(s): Kei Yamamoto
  • Organizer: Flavour Changing and Conserving Processes 2019
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Probing physics beyond the SM with K and B decays (2019)
  • Author(s): Kei Yamamoto
  • Organizer: La Thuile 2019
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Overview of Kaon physics (2018)
  • Author(s): Kei Yamamoto
  • Organizer: CKM2018
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] ε’/ε & R(K(*)) with flavorful composite vectors (2018)
  • Author(s): Kei Yamamoto
  • Organizer: CERN-TH Institute
  • Int'l Joint Research / Invited