2016 Fiscal Year Research-status Report
LHC時代に切り拓くクォーク・レプトンのフレーバー物理の新展開
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15K05045
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
谷本 盛光 新潟大学, 自然科学系, フェロー (90108366)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ニュートリノ振動 / ニュートリノフレーバー混合 / レプトンCP対称性の破れ / クォークのCP対称性の破れ / フレーバー対称性 / ニュートリノ質量行列 / クォーク質量行列 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、ニュートリノの精密実験結果に基づきフレーバー対称性の証拠を現象論的に明らかにするとともに、LHC実験とBell-Ⅱ実験に基づくB中間子のCP対称性の破れ等の研究を通して、クォークのフレーバー構造を対称性の観点から精査することである。28年度の成果は以下の3点にまとめられる。
(1) 超対称性粒子が10TeV程度にあるとき、超対称性粒子グルイーノで誘起されるZペンギンの効果によってKLー＞πνν過程の崩壊幅が、標準モデルの予測に対し数倍の大きさとなることを示した。これは、日本のKOTO実験で検証される可能性がある。また、この超対称性粒子の効果によるK中間子の直接的CP対称性の破れε'/εとの相関を定量的に示した。
(2)ニュートリノのCP対称性を予言するため、荷電レプトン質量行列と右巻マヨラナ質量行列を対角化したベースにとり、ディラックニュートリノ質量行列要素に最大限の0をおくことによって、パラメータ数を減らす手法を導入した。シーソー機構を用いた後、独立なパラメータの数は7つとなり、既知の5つの実験データをインプットすることで、CP対称性の破れについて予言力を高めた。結果として、CP対称性の破れの大きさであるディラック位相の最近の実験値と矛盾ない値が得られた。この手法によるディラックニュートリノ質量行列とleptogenesis機構を合わせ用いて、宇宙のバリオン生成、とりわけその符号を議論することが出来ることを示した。
(3)ニュートリノ質量行列のモデルであるFukugita-Tanimoto-Yanagidaモデルは、二つのCP位相を持つ。現在の5つのニュートリノ振動の実験データをインプットした場合、CPの破れを示すディラック位相の大きさを予言した。これによって、厳密なモデルのテストが可能になることを明らかにした。
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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
本研究は、最近のニュートリノの精密実験結果に基づきフレーバー対称性の証拠を現象論的に明らかにするとともに、LHC実験とBell-Ⅱ実験に基づくB中間子のCP対称性の破れ等の研究を通して、クォークのフレーバー構造を対称性の観点からあきらかにすることである。上述の成果として論文を3件出版し、海外の国際会議の招待講演3件、国内のワークショップに招待講演１件があり、それらの成果は注目されてきている。
とりわけ、ニュートリノのCP対称性の破れを予言するため、荷電レプトン質量行列、右巻マヨラナ質量行列を対角化したベースにとり、ディラックニュートリノ質量行列要素に最大限の0をおくことによって、パラメータ数を減らす手法は、モデルの予言力を高めたこと、また、その手法とleptogenesis機構を合わせ用いて、宇宙のバリオン生成、とりわけその符号を定量的に議論することが出来ることを示したことは特筆すべきことである。
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| Strategy for Future Research Activity |
最近のLHCb実験では、B中間子の崩壊B->K*μμとB->K*eeの比が１から大きくずれているという実験結果が報告され、フレーバー物理の分野では世界的に議論が活発化している。これはレプトンのユニバーサリティの破れを示唆している。そのため、この現象も含め、B, K中間子の稀崩壊とCP対称性の破れを、ヒッグスセクターとゲージセクターにおける新物理を考慮し、検討する。
また、ニュートリノのCP対称性の破れを示す、ディラック位相がゼロでない可能性がT2KとNOvA実験から強く示唆されている。この最新データをもとにニュートリノの質量行列のフレーバー構造を決定し、離散対称性をもったフレーバー対称性の手掛かりをつかむ。
さらに、フレーバー対称性に基づいて、クォーク・レプトンのフレーバー構造をあわせて理解し、大統一理論の枠組みに埋め込めるフレーバーモデルを構築する。
計画は最終年度にはいるため、これまでの研究成果をまとめる。
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| Causes of Carryover |
28年度から新たに広島大学との共同研究をはじめたが、28年度の旅費は広島大学側がもつことになった。そのため27年度節約して当該科研費から用意した旅費は使用する必要がなくなったため、未使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度使用額はもともと広島大学との共同研究で使用予定のものであった。29年度も引き続き広島大学と共同研究を継続するため、その旅費に使用する。
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