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レプトン数の破れから探る宇宙バリオン数生成機構の解明

Publicly Offered Research

Project AreaRevealing the history of the universe with underground particle and nuclear research
Project/Area Number 15H01031
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionNiigata University

Principal Investigator

淺賀 岳彦  新潟大学, 自然科学系, 准教授 (70419993)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2016: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Keywords素粒子理論 / ニュートリノ / 宇宙バリオン数 / レプトン数の破れ
Outline of Annual Research Achievements

宇宙における物質の数と反物質の数との差、つまり宇宙バリオン数の起源の解明を目指し、新しい素粒子理論の枠組みを検討した。特に、素粒子標準模型に、電弱スケール以下の質量をもつ「軽い右巻きニュートリノ」を新たに導入した拡張理論を考察した。この模型の特徴は、宇宙バリオン数の起源だけでなく、ニュートリノ質量起源も同時に説明できる点である。さらに、新粒子の質量が軽いために、実験検証が可能という特徴も持つ。本課題ではこの「軽い右巻きニュートリノ」が引き起こすレプトン数を破る現象を研究した。

今年度の研究成果の一つとして、「軽い右巻きニュートリノ」が引き起こすニュートリノを伴わない二重ベータ崩壊が上げられる。この崩壊過程はレプトン数をふたつ破る過程であり、標準模型では禁止される。そのため、新物理発見のための重要な反応である。我々は、この過程に対する「軽い右巻きニュートリノ」の寄与を定量的に評価し、その質量が500MeV程度の場合には通常のマヨラナニュートリノに対し付加的な寄与を与え、崩壊を加速させることを示した。この成果は、今後のKamLAND-Zen実験等での観測可能性が高くなることを示しており、幅広い分野に重要なインパクトを与えた。

また、B中間子のレプトン数を破る崩壊過程についても研究成果がある。この過程は、中間状態に「軽い右巻きニュートリノ」が媒介することにより生じる。我々は、この過程の反応率を定量的に評価し、今後のBelle-II実験、およびFuture Circular Collider(FCC)計画での測定感度を求めた。その結果、これらの実験計画で検証可能性がある事を指摘した。特に、FCC計画では右巻きニュートリノの混合角の大きさとして千分の一程度まで検証可能であることを示した。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2017 2016 2015

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 6 results,  Acknowledgement Compliant: 6 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 4 results)

  • [Journal Article] On neutrinoless double beta decay in the nuMSM2016

    • Author(s)
      T. Asaka, S. Eijima and H. Ishida
    • Journal Title

      Physics Letters B

      Volume: 762 Pages: 371-375

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2016.09.044

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Lepton number violation by heavy Majorana neutrino in B decays2016

    • Author(s)
      T. Asaka and H. Ishida
    • Journal Title

      Physics Letters B

      Volume: 763 Pages: 393-396

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2016.10.070

    • NAID

      130006709933

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] A facility to search for hidden particles at the CERN SPS: the SHiP physics case2016

    • Author(s)
      S. Alekhin, W. Altmannshofer, T. Asaka et al
    • Journal Title

      Reports on Progress in Physics

      Volume: 79 Issue: 12 Pages: 124201-124201

    • DOI

      10.1088/0034-4885/79/12/124201

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Probing heavy neutrinos in the COMET experiment2016

    • Author(s)
      Takehiko Asaka, Atsushi Watanabe
    • Journal Title

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      Volume: 2016 Issue: 3 Pages: 033B03-033B03

    • DOI

      10.1093/ptep/ptw011

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Perturbativity in the seesaw mechanism2016

    • Author(s)
      Takehiko Asaka, Takanao Tsuyuki
    • Journal Title

      Physics Letters B

      Volume: 753 Pages: 147-149

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2015.12.013

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Seesaw mechanism at electron-electron colliders2015

    • Author(s)
      Takehiko Asaka, Takanao Tsuyuki
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 92 Issue: 9 Pages: 094012-094012

    • DOI

      10.1103/physrevd.92.094012

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Enhancement of the effective mass of 0 nu beta beta decay in the nuMSM2017

    • Author(s)
      石田裕之 (連名:淺賀岳彦, 永島伸多郎)
    • Organizer
      日本物理学会第72回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンパス (大阪府・豊中市)
    • Year and Date
      2017-03-20
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Lepton number violation by heavy Majorana neutrino in B decays2017

    • Author(s)
      淺賀岳彦 (連名:石田裕之)
    • Organizer
      日本物理学会第72回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンパス (大阪府・豊中市)
    • Year and Date
      2017-03-18
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Physics of right-handed neutrinos with GeV-scale masses2017

    • Author(s)
      T. Asaka
    • Organizer
      The 3rd Toyama International Workshop on "Higgs as a Probe of New Physics 2017"
    • Place of Presentation
      富山大学五福キャンパス (富山県・富山市)
    • Year and Date
      2017-03-05
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Lepton number violation by heavy Majorana neutrino in B decays2016

    • Author(s)
      淺賀岳彦
    • Organizer
      第21回新潟・山形合宿
    • Place of Presentation
      国立磐梯青少年交流の家 (福島県・耶麻郡猪苗代町)
    • Year and Date
      2016-11-18
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Lepton number violation by heavy Majorana neutrino in B decays2016

    • Author(s)
      T. Asaka
    • Organizer
      Flavor Physics Workshop 2016
    • Place of Presentation
      岩室温泉ゆもとや (新潟県・新潟市)
    • Year and Date
      2016-10-28
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Basic oscillation measurables in the neutrino pair beam2016

    • Author(s)
      淺賀岳彦 (連名:田中実、吉村太彦)
    • Organizer
      日本物理学会2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      宮崎大学木花キャンパス (宮崎県・宮崎市)
    • Year and Date
      2016-09-22
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Lepton number violations in the seesaw mechanism2016

    • Author(s)
      淺賀岳彦
    • Organizer
      松江素粒子物理学研究会
    • Place of Presentation
      島根大学 松江キャンパス (島根県・松江市)
    • Year and Date
      2016-03-25
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Perturbativity in the seesaw mechanism2016

    • Author(s)
      露木孝尚(連名:淺賀岳彦)
    • Organizer
      日本物理学会 第71回年次大会
    • Place of Presentation
      東北学院大学 泉キャンパス (宮城県・仙台市)
    • Year and Date
      2016-03-19
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Search for right-handed neutrinos in the seesaw mechanism2015

    • Author(s)
      淺賀岳彦
    • Organizer
      Particle Cosmology and beyon 2015
    • Place of Presentation
      金沢市アートホール (石川県・金沢市)
    • Year and Date
      2015-11-16
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Baryogenesis and 0νββ decay in the νMSM2015

    • Author(s)
      石田裕之(連名:淺賀岳彦、永島伸多郎)
    • Organizer
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • Place of Presentation
      大阪市立大学 杉本キャンパス (大阪府・大阪市)
    • Year and Date
      2015-09-25
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Physics of right-handed neutrinos2015

    • Author(s)
      淺賀岳彦
    • Organizer
      基研研究会 素粒子物理学の進展2015
    • Place of Presentation
      京都大学 基礎物理学研究所 (京都府・京都市)
    • Year and Date
      2015-09-14
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Neutrino theory of everything? dark matter, baryogenesis, neutrino mass2015

    • Author(s)
      淺賀岳彦
    • Organizer
      25th International Workshop on Weak Interactions and Neutrinos (WIN2015)
    • Place of Presentation
      MPIK Heidelberg, Heidelberg (Germany)
    • Year and Date
      2015-06-08
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] レプトン数の破れから探る宇宙バリオン数生成2015

    • Author(s)
      淺賀岳彦
    • Organizer
      「宇宙の歴史をひもとく地下素粒子原子核研究」2015年領域研究会
    • Place of Presentation
      神戸大学百年記念館 六甲ホール (兵庫県・神戸市)
    • Year and Date
      2015-05-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2015-04-16   Modified: 2018-03-28  

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