2014 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Unification and Development of the Neutrino Science Frontier |
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| Project/Area Number |
25105011
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
北野 龍一郎 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 (50543451)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大河内 豊 九州大学, 学内共同利用施設等, 准教授 (40599990)
伊部 昌宏 東京大学, 宇宙線研究所, 准教授 (50599008)
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| Project Period (FY) |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| Keywords | 素粒子論 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、ニュートリノ物理を足がかりに素粒子現象論・宇宙論・超弦理論の３つの方向から素粒子・宇宙・時空の背後にある究極理論に迫るものである。
宇宙線研グループはICECUBE実験で得られたTeV-PeV領域の宇宙線ニュートリノスペクトルに見られる特徴的な欠損を説明可能な模型を考察に着手し、成果をあげている。また、ニュートリノがO(1)MeV程度の質量を持つ中性スカラー粒子と相互作用することで高エネルギー天体由来のO(100)TeVのニュートリノが宇宙背景ニュートリノと相互作用し冪即スペクトルに吸収線が現れることを示した。さらにニュートリノとMeV質量の新粒子の相互作用を標準模型に埋め込むとO(100)GeV程度の質量を持つ荷電粒子の存在も予言される。それらの荷電新粒子を探すことでLHC実験を通して検証されていくことも期待される。
九州大学グループは弦理論の観点からニュートリノ物理を理解する為に、弦理論の枠組みで標準模型を実現する方法を調べ直した。こうした構成法には、離散的対称性が付随することに着目し、離散的対称性から生じる新たなモデルへの宇宙論的制限を考えた。特に宇宙紐から粒子がアハロノフボーム効果を通じて放出される現象が比較的強い制限を受けることを指摘した。
KEKグループは、シーソー機構における右巻きニュートリノが暗黒物質である可能性や、複合ヒッグス模型でヒッグス場のポテンシャルが暗黒物質により生成される可能性を考察した。右巻きニュートリノ暗黒物質模型においては、最も軽いニュートリノの質量がゼロであることを予言し、また、ICECUBE実験によって発見された高エネルギーニュートリノが、暗黒物質である右巻きニュートリノの崩壊から生成された可能性もあり、今後のニュートリノ実験による検証が期待できる。
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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
A04班のIceCUBE実験の結果や、A01-03班のニュートリノ振動実験の結果を踏まえて、新しい宇宙論的シナリオや、その検証法の考察において、世界をリードする研究を発表できている。また、超弦理論における離散対称性に関して、新しい視点から素粒子物理へのインパクトを議論できていて、独自の興味深い発展をとげることができている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、ニュートリノ実験、および宇宙観測、加速実験や地下実験などの様々な実験結果に照らし合わせて、全体として整合性のとれたシナリオの構成、その検証法を探る。
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Research Products
(27 results)
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[Journal Article] Neutrinoful Universe2014
Author(s)
Tetsutaro Higaki, Ryuichiro Kitano, Ryosuke Sato
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Journal Title
Journal of High Energy Physics
Volume: 1407
Pages: 044
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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