| Project/Area Number |
23K13106
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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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 | Dokkyo Medical University (2024)
Kyushu Sangyo University (2023) |
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Principal Investigator |
上坂 優一 獨協医科大学, 医学部, 助教 (60826618)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2028-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2027: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2026: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2025: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2024: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | ミューオン / レプトンフレーバー / 新物理探索 |
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| Outline of Research at the Start |
現在の素粒子標準模型を観測事実を説明できるよう拡張し, 複雑な素粒子の構造を統一的に理解するため, これまで様々な考えが提案されてきた. それらの考えの妥当性を調べるにあたり, 高強度のミューオンビームを用いた稀過程探索は有効な手法のひとつとなる. 本研究では, 稀過程を引き起こす新粒子が軽い場合も想定し, 近い将来に計画されるミューオン原子を利用した稀探索実験で素粒子の世代構造がどれだけ解明できるかを検証する. 計算の定量性を高めることにより, 従来の研究で理解が不十分であった観測量を詳しく調べつつ, 新粒子の情報を引き出すために注目すべき観測量を提示, 近い将来に実施される実験に備える.
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| Outline of Annual Research Achievements |
素粒子の世代やニュートリノに関する謎の解明に向けて、荷電レプトンにおけるフレーバーの破れが重要な示唆を与えることが期待されている。近年は様々な研究機関で大強度ミューオンビームが使用可能になっており、ミューオンを用いた新物理探索は素粒子模型におけるフレーバー構造へ強い制限を与える。ミューオンを用いた実験が世界中で計画・実施される中、茨城県にあるJ-PARCでもミューオンを用いた大規模な新物理探索実験が数種類計画されており、近い将来に成果が得られることが有望視されている。そのような状況の中、理論側からミューオンを利用してレプトンのフレーバー構造を調べる新たなアイデアを考案し検討することの重要度は高い。また、最近の冷却技術の進展により、ミューオン加速器衝突に関する議論が活発化している。
令和6年度は、前年度より進めていたミューオン原子を用いた新たな新物理探索のアイデアの研究をまとめ、論文と学会発表により成果を公表した。また、ミューオニウム反ミューオニウム転換やベータ崩壊の研究に関する講演を行い、関連分野の研究者と共に議論を深めた。これらの成果は来年度以降に学術論文としてまとめられることが期待される。
その他、ミューオンの崩壊現象に関する数件の研究テーマについて共同研究者と議論や打ち合わせを進めている。これらについても来年度以降引き続き取り組み、研究会での口頭発表や学術論文により成果の公表を目指す。
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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
令和6年度はミューオン原子を用いた新物理探索に関する研究を学術論文としてまとめ、口頭発表による公表も行った。また、その他のミューオンに関連する新物理探索や計算手法に関する研究、打ち合わせを進めており、研究の目標に向けて順調に知見が集まっている。次年度以降できるだけ早い時期での公表を目指している。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和7年度は、令和6年度より取り組んでいるミューオン崩壊に関する研究を進める。令和5年度より取り組んでいる輻射補正を含む高次効果に関する研究を、順天堂大学所属の清准教授らと協力して引き続き行う。また、J-PARCで行われる予定のCOMET実験やミューオニウム反ミューオニウム探索実験に関わる実験家と交流し、現実的な設定の下で探索が上手くいきそうかどうかを調べていく。
また、令和6年度に学術論文として提案したミューオン原子を用いた新物理探索が有効となる素粒子模型の具体例について詳しく調べる。
加えて、レプトンのフレーバー構造の情報を得る上で、近年活発に議論されているミューオン加速器衝突の有用性についても調べる。
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