ニュートリノで探る標準模型を超える新しい物理

• Project Area: Revealing the history of the universe with underground particle and nuclear research
• Project/Area Number: 15H01037
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Shimane University
• Principal Investigator: 波場 直之 島根大学, 総合理工学研究科, 教授 (00293803)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000); Fiscal Year 2016: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2015: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
• Keywords: ニュートリノ振動 / Dirac CP / T2K / CKMとPMNS / ダークマター / シーソー機構 / Majorana CP / ヒッグスポテンシャル / 標準模型を超える物理 / フレーバー対称性 / レプトジェネシス / ニュートリノ・フィリック・ヒッグス / 大統一理論 / ニュートリノ質量 / インバース・シーソー機構 / タイプ２シーソー機構 / 真空の安定性 / neutrinoless ββ decay / μーe conversion / ナチュラルネス

Outline of Annual Research Achievements

10GeV程度以上の質量を持つ重いステライル・ニュートリノがアクティブ・ニュートリノと混合している時、この混合がT2K実験の拡張計画であるT2HK実験、T2HKK実験、およびT2HKに隠岐の検出器を追加した実験において発見できるかどうか、そして、この混合がニュートリノの質量階層性とPMNS混合行列のDirac CP位相の測定にどのような影響を与えるか、を解析した。その結果、PMNS混合行列のDirac CP位相とステライル・アクティブ混合のCP位相の値によっては、この混合が上記実験において発見できる可能性があることを示した。また、この混合は、T2HK実験での質量階層性測定を不可能にする可能性があるが、一方、T2HKK実験ならびに「T2HKに隠岐の検出器を追加した実験」での質量階層性測定には影響しないことが判明した。さらに、いずれの実験においても、ステライル・ニュートリノの混合はDirac CP位相の測定に無視できない影響を与えることを発見した。
次に、タイプ１・シーソー模型において、ニュートリノのDirac湯川行列がクォークの湯川行列と現象論的な関係を持っており、とりわけクォークのCKM混合行列がシーソー機構を通じてニュートリノのPMNS混合行列と結びついている、という可能性について模型に依らない解析を行なった。その結果、クォーク湯川行列のくりこみ群方程式の詳細な解析を通じ、この可能性に基づくPMNS混合行列のDirac CP位相、二つのMajorana CP位相、およびニュートリノ質量の絶対スケールの予言を行なった。
また、TeV質量を持つスカラーのダークマターが寄与してプランクスケールでヒッグス・ポテンシャルが消える可能性についても示した。

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。

Research Products

• [Int'l Joint Research] アラバマ大学(米国)
• [Int'l Joint Research] ダラム大学(英国)
• [Int'l Joint Research] アラバマ大学(米国)
• [Int'l Joint Research] 精華大学(台湾)
• [Journal Article] Prediction on neutrino Dirac and Majorana phases and absolute mass scale from the CKM matrix (2018)
  • Author(s): Haba Naoyuki、Yamada Toshifumi
  • Journal Title: Physical Review D Volume: 97 Issue: 5
  • DOI: 10.1103/physrevd.97.055018
  • NAID: 130007736893
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Semialigned two Higgs doublet model (2018)
  • Author(s): Haba Naoyuki、Umeeda Hiroyuki、Yamada Toshifumi
  • Journal Title: Physical Review D Volume: 97 Issue: 3 Pages: 55018-55018
  • DOI: 10.1103/physrevd.97.035004
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] epsilon'/epsilon Anomaly and Neutron EDM in SU(2)L x SU(2)R x U(1)(B-L) model with Charge Symmetry (2018)
  • Author(s): N. Haba, H. Umeeda and T. Yamada
  • Journal Title: JHEP Volume: 印刷中
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Multiple-point principle with a scalar singlet extension of the Standard Model (2017)
  • Author(s): Naoyuki Haba, Hiroyuki Ishida, Nobuchika Okada, Yuya Yamaguchi
  • Journal Title: Progress of Theoretical and Experimental Physics Volume: 2017_01_013B03 Issue: 1 Pages: 1-13
  • DOI: 10.1093/ptep/ptw186
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Strong dynamics in a classically scale invariant extension of the standard model with a flat potential (2017)
  • Author(s): Haba Naoyuki、Yamada Toshifumi
  • Journal Title: Physical Review D Volume: 95 Issue: 11 Pages: 1-22
  • DOI: 10.1103/physrevd.95.115016
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Multiple-point principle realized with strong dynamics (2017)
  • Author(s): Haba Naoyuki、Yamada Toshifumi
  • Journal Title: Physical Review D Volume: 95 Issue: 11 Pages: 1-10
  • DOI: 10.1103/physrevd.95.115015
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Heavy neutrino mixing in the T2HK, the T2HKK and an extension of the T2HK with a detector at Oki Islands (2017)
  • Author(s): Abe Yugo、Asano Yusuke、Haba Naoyuki、Yamada Toshifumi
  • Journal Title: The European Physical Journal C Volume: 77 Issue: 12
  • DOI: 10.1140/epjc/s10052-017-5294-7
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A new dynamics of electroweak symmetry breaking with classically scale invariance (2016)
  • Author(s): Naoyuki Haba, Hiroyuki Ishida, Noriaki Kitazawa, Yuya Yamaguchi
  • Journal Title: Physics Letters B Volume: 755 Pages: 439-443
  • DOI: 10.1016/j.physletb.2016.02.052
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Vacuum stability and naturalness in type-II seesaw (2016)
  • Author(s): N. Haba, H. Ishida, N. Okada and Y. Yamaguchi
  • Journal Title: Eur. Phys. J. C Volume: 76 Issue: 6 Pages: 333-333
  • DOI: 10.1140/epjc/s10052-016-4180-z
  • NAID: 120005893294
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Proton decay prediction from a gauge-Higgs unification scenario in five dimensions (2016)
  • Author(s): N. Haba, N. Okada and T. Yamada
  • Journal Title: Phys. Rev. D Volume: 94 Issue: 7
  • DOI: 10.1103/physrevd.94.071701
  • NAID: 130007735382
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Naturalness and lepton number/flavor violation in inverse seesaw models (2016)
  • Author(s): N. Haba, H. Ishida and Y. Yamaguchi
  • Journal Title: JHEP Volume: 1611 Issue: 11 Pages: 1-18
  • DOI: 10.1007/jhep11(2016)003
  • NAID: 120005946859
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] CKM phenomenology in the presence of flavor changing neutral Higgs (2018)
  • Author(s): 波場直之, 梅枝宏之, 山田敏史
  • Organizer: 日本物理学会第73回年次大会
• [Presentation] Well-tempered Bino-Wino dark matter and proton decay (2018)
  • Author(s): 山田敏史, 波場直之, 岡田宣親
  • Organizer: 日本物理学会第73回年次大会
• [Presentation] Heavy neutrino mixing in the T2HK, T2HKK, and an extension of the T2HK with an Oki detector (2018)
  • Author(s): 朝野佑亮, 阿部裕悟, 波場直之, 山田敏史
  • Organizer: 日本物理学会第73回年次大会
• [Presentation] Measuring non-unitarity in the T2KK and T2KO experiments (2017)
  • Author(s): 阿部裕悟, 朝野佑亮, 波場直之, 山田敏史
  • Organizer: 日本物理学会 第72回年次大会
  • Place of Presentation: 大阪大学
  • Year and Date: 2017-03-17
• [Presentation] Measuring Non-Unitarity in the T2KK and T2KO Experiments II (2017)
  • Author(s): 阿部裕悟, 朝野佑亮, 波場直之, 山田敏史
  • Organizer: 日本物理学会 第72回年次大会
  • Place of Presentation: 大阪大学
  • Year and Date: 2017-03-17
• [Presentation] Dynamical symmetry breaking and multiple-point principle in a classically scale invariant extension of the Standard Model (2017)
  • Author(s): 波場直之, 山田敏史
  • Organizer: 日本物理学会 第72回年次大会
  • Place of Presentation: 大阪大学
  • Year and Date: 2017-03-17
• [Presentation] Model of a sneutrino inflaton and a sneutrino curvaton (2017)
  • Author(s): 山田敏史, 波場直之, 高橋智
  • Organizer: 日本物理学会2017年春季大会
• [Presentation] Researching atmospheric tau neutrinos with LArTPC (2017)
  • Author(s): 朝野佑亮, 波場直之, 山田敏史
  • Organizer: 日本物理学会2017年春季大会
• [Presentation] Classically scale invariant extension of the Standard Model and strong dynamics (2017)
  • Author(s): 山田敏史, 波場直之
  • Organizer: 日本物理学会2017年春季大会
• [Presentation] Phenomenology of neutrinophilic two Higgs doublet models (2017)
  • Author(s): 山田敏史, 波場直之, Weiland Cedric
  • Organizer: 日本物理学会2017年春季大会
• [Presentation] Axion-like dark matter in a classically scale invariant model (2016)
  • Author(s): 波場直之, 石田裕之, 松崎真也, 山口雄也
  • Organizer: 日本物理学会2016年秋季大会
  • Place of Presentation: 宮崎大学
  • Year and Date: 2016-09-21
• [Presentation] Radiative EW symmetry breaking with a scalar singlet extension (2016)
  • Author(s): 波場直之, 石田裕之, 岡田宜親, 山口雄也
  • Organizer: 日本物理学会2016年秋季大会
  • Place of Presentation: 宮崎大学
  • Year and Date: 2016-09-21
• [Presentation] Higgs mass correction in the inverse seessaw model (2016)
  • Author(s): 波場直之, 石田裕之, 山口雄也
  • Organizer: 日本物理学会2016年秋季大会
  • Place of Presentation: 宮崎大学
  • Year and Date: 2016-09-21
• [Remarks] ニュートリノで探る標準模型を超える新しい物理
  • URL: http://www.phys.shimane-u.ac.jp/haba_lab/kenkyuuhi05.html