テラスケール弦模型の定式化と加速器実験での検証

• Project Area: Particles Physics opening up the Tera-scale horizon using LHC
• Project/Area Number: 24104505
• 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: Tokyo Metropolitan University
• Principal Investigator: 北澤 敬章 首都大学東京, 理工学研究科, 助教 (20271158)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2013: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2012: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
• Keywords: 素粒子の弦模型 / テラスケールの物理 / 弦模型 / LHC実験

Research Abstract

平成25年度は、弦の張力のスケールとウィークスケールを結びつける理論的な研究を第１として、LHC実験におけるテラスケール弦模型の検証の研究を第２とする、という計画であった。
第１の課題については、前年度に取りあげた弦模型におけるゲージ対称性の自発的破れを実現した系において設定していた仮定を取り除くべく理論的な努力をした。特に時空１０次元の模型である超弦理論の余分な６次元空間についてコンパクト化をしていなかったので、それを達成すべく努力した。高い対称性によって変形の自由度が少ないコンパクト空間、特に Z7 orbifold について理解を深め、超対称性のない配位のＤブレーンの間に働く力（引力・斥力）によって変形の自由度を固定する可能性を追求した。磁気を帯びたＤブレーンを用いれば可能であるというアイデアを得ることはできたが、論文を執筆するほどの成果には至っていない。これは、新たに２６年度から３年間の基盤研究（Ｃ）として採択された研究計画に引き継がれるものである。
第２の課題に関しては、LHC 実験が特に新たな結果を与えなかったので、前年度行った研究を進めるということはしなかった。そのかわり、急速に進んできた宇宙観測の結果における弦模型の検証に関する研究を行った。超対称性のないＤブレーンの模型においては、特徴的な指数関数のポテンシャルエネルギーを持つスカラー場が存在し、それが宇宙のインフレーションの始まりの物理に独特の予言をする。予言を正確に行い WMAP9 のデータと比較することにより超対称性のないＤブレーンの模型の可能性を示唆した。
全期間の成果として、テラスケール弦模型は弦の張力のエネルギースケールとウィークスケールに比較的大きな開きを与える特殊な機構がない限りLHC実験によってほとんど排除されているという結果が得られた。

Current Status of Research Progress

Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Pre-Inflationary Clues from String Theory? (2014)
  • Author(s): Noriaki Kitazawa and Augusto Sagnotti
  • Journal Title: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (JCAP) Volume: 04 Issue: 04 Pages: 017-017
  • DOI: 10.1088/1475-7516/2014/04/017
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Detectability of the second resonance of low-scale string models at the LHC (2013)
  • Author(s): M.Hashi and N.Kitazawa
  • Journal Title: Journal of High Energy Physics Volume: 03 Issue: 3
  • DOI: 10.1007/jhep03(2013)127
• [Journal Article] Spontaneous Gauge Symmetry Breaking in a Non-Supersymmetric D-brane Model (2013)
  • Author(s): N.Kitazawa and S.Kobayashi
  • Journal Title: Physics Letters Volume: B720 Issue: 4-5 Pages: 373-378
  • DOI: 10.1016/j.physletb.2013.02.008
• [Journal Article] ATLAS search for new phenomena in dijet mass and angular distributions using pp collisions at sqrt(s)=7 TeV (2013)
  • Author(s): ATLAS Collaboration
  • Journal Title: Journal of High Energy Physics Volume: 01 Issue: 1
  • DOI: 10.1007/jhep01(2013)029
• [Journal Article] CMB imprints of a pre-Inflationary climbing phase (2012)
  • Author(s): E.Dudas, N.Kitazawa, S.P.Patil and A.Sagnotti
  • Journal Title: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics Volume: 05 Issue: 05 Pages: 012-012
  • DOI: 10.1088/1475-7516/2012/05/012
• [Presentation] CMB imprints of a pre-inflationary climbing phase (2012)
  • Author(s): N.Kitazawa
  • Organizer: The 3rd UTQuest workshop ExDiP 2012, Superstring Cosmophysics
  • Place of Presentation: Obihiro, Hokkaido, Japan
  • Year and Date: 2012-08-06
• [Remarks] Home Page of Noriaki Kitazawa
  • URL: http://chercher.phys.se.tmu.ac.jp
• [Remarks] Home Page of Noriaki Kitazawa
  • URL: http://chercher.phys.se.tmu.ac.jp