2016 Fiscal Year Annual Research Report
Unified picture of electroweak symmetry breaking and family structure
| Project Area | New expansion of particle physics of post-Higgs era by LHC revealing the vacuum and space-time structure |
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| Project/Area Number |
16H06492
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
久野 純治 名古屋大学, 基礎理論研究センター, 教授 (60300670)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
兼村 晋哉 富山大学, 大学院理工学研究部(理学), 准教授 (10362609)
野尻 美保子 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (30222201)
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| Project Period (FY) |
2016-06-30 – 2021-03-31
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| Keywords | 電弱対称性の破れ / ヒッグス粒子 / 世代構造 / 標準模型を超える物理 / LHC |
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| Outline of Annual Research Achievements |
[1] ヒッグスセクターにシングレット場を加えた模型における電弱バリオン数生成の研究した。ヒッグス場の混合によりヒッグス自己結合、ヒッグス粒子とフェルミオンやゲージ場との結合に大きなズレが生じることを確認、また１次の電弱相転移による重力波スペクトルを評価した。
LHCを含むハドロンコライダーと将来のレプトンコライダーを用いた最小複合ヒッグス模型におけるヒッグス粒子の単生成、複生成過程を解析し、標準理論の予言からのずれに関して研究した。
[2] LHC実験で観測された新物理の兆候の検討した。750GeVの質量に相当する２光子事象の超過が観測された。新粒子の束縛状態によって信号が説明できることを、新たな束縛状態の解析を加え他の実験的制限を検討して詳細に調べた。また、新しいスカラー状態の多段崩壊にから生成される光子によっても現象が説明でき、複数の光子が同方向に飛ぶことによる２光子的な現象を単なる２光子現象と実験的に区別できることを示した。
クオーク、グルーオンを起源とするジェットの識別可能性を詳細に検討し、シグナル事象には多数のクオークジェットが、背景事象には多くグルーオジェットがあることを利用し、探索感度を著しく向上できることを示した。スクオークを示唆する信号を検討し、スクオークに結合するLSP の性質についての推定を行った。
[3] 大統一模型(GUT)の現象論研究を行った。Xボゾンによる陽子崩壊の事象比がGUTスケールの質量を持つ場による量子補正が模型にどう依存するかを明らかにした。また、SO(10) 超対称模型は低エネルギーにフレーバー転換を起こすZ’ボゾンを予言することがあり、将来実験で観測可能であることを明らかにした。
超対称標準模型において、ヒッグス粒子の質量が測定値を説明できるよう大きなAパラメータを予言する模型を構築した。
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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
[1] 拡張されたヒッグス模型でのヒッグス結合の量子補正の研究、新物理モデルにおけるLHCでの検証可能性の研究、テラスケールの新物理模型の研究等において研究は進展し、論文としてまとめた。また、年度末にはヒッグス物理に関する国際会議Higgs as a Probe of New Physisc 2017を開催し、共同研究者によって一連の研究成果を発表した。
[2] LHC新物理探索におけるシグナルについて包括的な研究を行った。新物理の兆候は結果的には、統計揺らぎであることがあきらかになったが、今後の高輝度、高エネルギー化によって同様なシグナルが発見された場合にも有益な解析を行うことができた。またQCD の様々な性質を利用した提案を行った。
Theoretical and Experimental Issues on Jet structure at Hadoron Colliders and Lectures、Introduction of pQCD and the application to top quark and new physics searchesを開催、ジェットに理解を深めるとともに、新物理探索への応用を議論した。
[3] 世代の起源を説明する大統一模型の現象論の包括的な研究を行った。特に陽子崩壊の予言の高精度化の計画がほぼ完成し、模型の依存性も明らかになった。またそのバイプロダクトとして、超対称理論における高次元演算子に対する異常次元を一般的な枠組みで導出できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
[1] これまでの様々な拡張ヒッグスセクターにおけるヒッグス結合の量子補正の研究を集大成し、本研究の解析計算に基づいて作成した数値計算プログラムコードHCOUPを公開する。電弱バリオン数生成が可能な様々なバリエーションモデルにおけるLHC現象と重力波スペクトルの相補性の研究を行う。
ニュートリノ質量、暗黒物質、バリオン数生成を可能にする新しいタイプのテラスケールの新物理模型を考案し、LHCや様々な実験を用いた検証可能性を調べる。
[2] LHC実験は今後高輝度化、高エネルギー化が検討されており、これによって明らかにできる物理を検討することが急務になっている。本年度は高輝度化によって探索感度がよくなる例をして、クオークグルーオンの識別法の効果を調べたが、今後はNLO 計算の進展が感度に与える影響を検討するための研究に着手する。このような研究には多くの計算機資源が必要であり、環境整備に着手する。
[3] 幾つかのB中間子の観測量で、標準模型の予言からのズレが報告されている。 スーパーBファクトリー実験が間も無く本格的に開始され、そこで新たなデータが出る。他の観測量やLHC実験結果と組み合わせることで、その異常の正体を明らかにしていく。また、適宜、世代構造の研究会、勉強会を行う。
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