軽い新粒子が媒介する荷電レプトンフレーバーの破れとその起源
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22K03622
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 15010:Theoretical studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
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| Research Institution | University of Miyazaki |
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Principal Investigator |
下村 崇 宮崎大学, 教育学部, 准教授 (00447278)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | レプトンフレーバーの破れ / 暗黒物質 / 軽い新粒子 / 暗黒セクター / ニュートリノ |
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| Outline of Research at the Start |
2022年から23年前半は今年から始まるFASER実験での探索感度を明らかにすることが急務であることから, これの解析に注力する。ポータル粒子探索を通してレプトンフレーバーの破れ(以下, CLFV)のパラメーターをどこまで決定または制限できるのかを相互作用の型ごとに明らかにする。2023年後半からの1年半は, FASER実験の最初の結果が出ていると期待できるので, そのデータからパラメーターの許容領域を明らかにし, その情報を基にどの様な模型が実験結果と無矛盾に
なり得るかを明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ニュートリノの質量の起源を説明し得るLμ-Lτ対称性模型を考え、ミューオン加速器実験でのLμ-Lτゲージ粒子Z'の検証可能性を調べた。質量の起源となる暗黒ヒッグス粒子と共にZ'が生成される場合、終状態に複数のミュー粒子が現れる。それらミュー粒子のエネルギーを測定することでZ'と暗黒ヒッグスの質量を精度良く再構成できることを明らかにした。さらに、Lμ-Lτ対称性に加えてU(1)対称性が存在する場合、暗黒物質の残存量を説明しつつミュー粒子の異常磁気能率のズレも説明し得ることを明らかにした。さらに、当時存在したB中間子のレプトン崩壊の異常をも説明できることを明らかにした。
たまT2K実験において軽い新粒子の探索可能領域を明らかにした。T2K実験でニュートリノ生成のためのビーム衝突において制動放射と中間子崩壊から暗黒光子がどのくらい生成されうるかを計算し、前置検出機であるND280での暗黒光子崩壊数を評価した。さらに背景事象数も計算し暗黒光子の探索可能領域を明らかにした。これにより現在までのデータによってこれまで知られていなかったパラメーターの排除領域が存在することを明らかにした。さらに今後予定されているアップグレードによって新たなパラメーター領域が排除されることを示した。同様の解析をB-L対称性のゲージ粒子に対しても行い、将来実験によるパラメーターの排除領域を明らかにした。またB-L対称性のもとで右巻きニュートリノが暗黒物質になる可能性を調べ、freeze-in機構による残存量を計算した。これにより右巻きニュートリノ暗黒物質の可能性を明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
レプトンフレーバーの破れの起源を調べるための準備として、フレーバーが保存している場合の検証可能性を明らかにした。今後はこれらの成果をもとにレプトンフレーバーの破れの起源の検証可能性を調べていく。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの調べた研究をもとに複数のニュートリノ質量の起源を想定し、それによるレプトンフレーバーの破れが存在する場合に実験によってどこまで検証が可能かを調べていく。
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Report
(2 results)
Research Products
(24 results)
