弱電磁理論における非摂動効果とバリオン数生成

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13135214
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 青山 秀明 京都大学, 総合人間学部, 教授 (40202501)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山本 克治 京都大学, 工学研究科, 助教授 (90191395)
• Keywords: N重超対称性 / 初期宇宙 / インフレーション / ニュートリノ / 可解模型 / ヒッグス模型 / 多粒子系 / シーソー模型

Research Abstract

弱電磁模型の拡張を探る上で、超対称性の一種の拡張であるN重超対称性の研究が進められた。これは、1次元空間における1粒子の量子力学系において、本研究代表者らによって最初に見出された。この対称性は通常の超対称性代数に似た構造をしているが、ハミルトニアンが、超電荷の反交換子のN次多項式になっている点で、通常の超対称性代数を拡張したものとなっている。しかし、他の点においてN重超対称性は通常の超対称性と非常に似通っており、摂動論的波動関数が完全に求まるなどの性質を持ち、非常に有益な対称性となっている。本研究では、このN重超対称性の拡張を探るべく、可解多粒子系、場の理論への適用が研究された。多粒子系では多くの可解モデルが知られていて、そのうちのいくつかはN重超対称性を持っている。本年度は特にその点を重点的に調べ、従来の可解模型とN重超対称性の関係を明確にしつつある。また非摂動効果についても、特に虚時間経路積分法でのバレーにおける漸近的領域を解析し、有益な情報を得ている。上記の研究成果は来年度に発表予定である。
本研究では、さらに、初期宇宙と標準模型の拡張について前進があった。ここでは、宇宙初期のインフレーション後にスカラー場の多次元的コヒーレント運動が起き、それによりレプトン数非対称が有効に生成されうることを、トリプレットヒッグス場を導入した超対称弱電磁模型でこれまでに見いだしている。そして、このレプトン数は弱電磁異常過程でバリオン数に変換される。この成果にもとづき超対称標準模型についても調べ、スカラーレプトンと2つのヒッグス場の運動によるレプトン数生成機構の様相や特徴を明らかにした。特に、これまでは熱的プラズマのスカラーポテンシャルへの寄与がレプトン数生成を抑制したが、ここでは熱的効果がレプトン数生成の完了に有効に働くことを示した。さらに、右巻きニュートリノによる超対称シーソー模型ではレプトン数生成を最も軽いニュートリノの質量と関連づけて調べた。また、トリプレットヒッグス模型ではニュートリノ質量・混合とレプトンフレーバー変換過程の分析を行った。

Research Products

• [Publications] Masato Senami, Katsuji Yamamoto: "Leptogenesis via multiscalar coherent evolution in a supersymmetric neutrino seesaw model"Phys.Rev.. D67(発表予定). (2003)
• [Publications] Masato Senami, Katsuji Yamamoto: "Flat manifold leptogenesis in the supersymmetric standard model"Phys.Rev.. D66. 035006-1-035006-9 (2002)