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Investigation of the origin of the flavor structure based on new physics and dark matter searches

Publicly Offered Research

Project AreaNew expansion of particle physics of post-Higgs era by LHC revealing the vacuum and space-time structure
Project/Area Number 19H04614
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 InstitutionKindai University

Principal Investigator

大村 雄司  近畿大学, 理工学部, 講師 (00772097)

Project Period (FY) 2019-06-28 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywordsフレーバー物理 / 暗黒物質 / ヒッグス物理 / 素粒子論 / LHC実験 / 素粒子物理 / LHC
Outline of Research at the Start

暗黒物質(DM)物理を含めた新物理探索実験に基づくフレーバー構造の起源の解明を目的とし研究を遂行する。この研究では、フレーバー構造の謎とDMの正体を解明することで、本研究領域の目的である真空構造の解明、及び時空構造の解明に貢献する。我々の真空はフレーバー対称性を自発的に破っている可能性がある。どのようにフレーバー対称性が破れるかを模型を分類分けすることで把握する。そして、フレーバー混合やフェルミオン質量階層性とDMの関係を研究し、DM物理への予言及び検証方法を調べる。さらに、ボトムアップ的アプローチによるDMや余剰粒子が標準模型粒子と結合する模型の、DMを含めた新物理探索による検証も行う。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では暗黒物質物理を含めた新物理探索実験に基づくフレーバー構造の起源の解明を目的とし研究を遂行している。素粒子のフレーバー構造には世代の謎や質量階層性の問題がある。さらには、フレーバーの入れ替えに対する対称性が高いエネルギーにいくと回復する可能性もある。これらのフレーバー構造の謎を解く新物理は数多く提案されている。例えばフレーバー対称性模型があるし、大統一理論のように部分的にフレーバー構造が統一される可能性も長年議論されている。これらはフレーバーを持つ余剰スカラーや余剰フェルミオンを予言し、フレーバー物理やその新粒子を直接観測する実験で検証が可能である。今年度は、それらのフレーバーを持つ余剰粒子のミューオンの異常磁気モーメント、暗黒物質物理への寄与を解析し、Belle2 実験やLHC実験での検証方法を研究した。
特に論文JHEP09(2020)144では宇宙の真空構造に関係するフレーバーを持つスカラー粒子のフレーバー物理への寄与を研究し、近年はじまったBelle2実験での画期的な検証方法を提案した。また、論文JHEP08(2020)042と JHEP02(2021)231では、フレーバーを持つ余剰スカラー粒子の物理だけでなく暗黒物質との関係も研究し、それらの新物理が将来実験で十分検証可能であることを数値的に示し、研究結果を物理学会と国際研究会で発表した。現在はこれらを踏まえて、フレーバー対称性を持つ模型や部分的にフレーバーを統一する具体的な模型で実際にフレーバー構造の起源を実験結果から解明できるかを研究している。

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。

Report

(2 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (9 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 9 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Light mass window of lepton portal dark matter2021

    • Author(s)
      Okawa Shohei、Omura Yuji
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 02 Issue: 2 Pages: 231-231

    • DOI

      10.1007/jhep02(2021)231

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Probing μτ flavor-violating solutions for the muon g-2 anomaly at Belle II2020

    • Author(s)
      Iguro Syuhei、Omura Yuji、Takeuchi Michihisa
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 2020 Issue: 9 Pages: 144-144

    • DOI

      10.1007/jhep09(2020)144

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Current status and muon g - 2 explanation of lepton portal dark matter2020

    • Author(s)
      Kawamura Junichiro、Okawa Shohei、Omura Yuji
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 08 Issue: 8 Pages: 042-042

    • DOI

      10.1007/jhep08(2020)042

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Top FCNC induced by a Z′ boson2020

    • Author(s)
      Cho Sungwoong、Ko P.、Lee Jungil、Omura Yuji、Yu Chaehyun
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 101 Issue: 5 Pages: 055015-055015

    • DOI

      10.1103/physrevd.101.055015

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The direct CP violation in a general two Higgs doublet model2019

    • Author(s)
      Iguro Syuhei、Omura Yuji
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 08 Issue: 8 Pages: 098-098

    • DOI

      10.1007/jhep08(2019)098

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] WIMP dark matter in the parity solution to the strong CP problem2019

    • Author(s)
      Kawamura Junichiro、Okawa Shohei、Omura Yuji、Tang Yong
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 04 Issue: 4 Pages: 162-162

    • DOI

      10.1007/jhep04(2019)162

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Testing the 2HDM explanation of the muon g ? 2 anomaly at the LHC2019

    • Author(s)
      Iguro Syuhei、Omura Yuji、Takeuchi Michihisa
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 2019 Issue: 11 Pages: 130-130

    • DOI

      10.1007/jhep11(2019)130

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Spontaneous SUSY breaking in natural SO(10) grand unified theory2019

    • Author(s)
      Maekawa Nobuhiro、Omura Yuji、Shigekami Yoshihiro、Yoshida Manabu
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 100 Issue: 11 Pages: 115030-115030

    • DOI

      10.1103/physrevd.100.115030

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Interplay between the LHC and flavor physics2019

    • Author(s)
      Omura Yuji
    • Journal Title

      PoS

      Volume: KMI2019 Pages: 003-003

    • DOI

      10.22323/1.356.0003

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Presentation] Light mass window of lepton portal dark matter2021

    • Author(s)
      大村雄司
    • Organizer
      HPNP2021
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] フレーバーアノマリーの背後にひそむ理論2020

    • Author(s)
      大村雄司
    • Organizer
      日本物理学会2020年秋季大会シンポジウム
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Light mass window of lepton portal dark matter2020

    • Author(s)
      大村雄司
    • Organizer
      「ニュートリノで拓く素粒子と宇宙」研究会2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Summary of lepton portal dark matter2020

    • Author(s)
      大村雄司
    • Organizer
      KEK-PH 2020
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Interplay between flavor physics and the direct search for new physics2019

    • Author(s)
      大村雄司
    • Organizer
      The 1st Asian-European-Institutes (AEI) Workshop for BSM and the KIAS Work- shop on Particle Physics and Cosmology
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] WIMP dark matter expected in the parity solution to the strong CP problem2019

    • Author(s)
      大村雄司
    • Organizer
      Summer Institute 2019 (SI2019)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] WIMP dark matter expected in the parity solution to the strong CP problem2019

    • Author(s)
      大村雄司
    • Organizer
      Scalars 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] WIMP dark matter expected in the parity solution to the strong CP problem2019

    • Author(s)
      大村雄司
    • Organizer
      The 25th regular meeting of the new Higgs working group
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 近畿大学 素粒子現象論研究室

    • URL

      https://www.phys.kindai.ac.jp/laboratory/yomura/

    • Related Report
      2020 Annual Research Report 2019 Annual Research Report

URL: 

Published: 2019-07-04   Modified: 2021-12-27  

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