2015 Fiscal Year Research-status Report
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15K05062
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| Research Institution | Tokyo Woman's Christian University |
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Principal Investigator |
林 青司 東京女子大学, 現代教養学部, 教授 (80201870)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 標準模型を超える理論 / ゲージ・ヒッグス統一理論 / ヒッグス質量 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最近のCERN研究所におけるLHC実験は、ヒッグス粒子が軽い（質量が弱スケール程度）ことを明らかにした。標準模型を超える理論の中で、こうした軽いヒッグスを予言する理論としては、最小超対称標準模型の他に、高次元ゲージ理論に基づく「ゲージ・ヒッグス統一理論」がある。当該科研費による研究の目的は、ゲージ・ヒッグス統一理論におけるヒッグス粒子の特性、その相互作用等に関し包括的に研究することである。特に、この理論では、ヒッグス粒子の起源はゲージ・ボソンであり、それを反映した特徴的な予言を行うことが期待される。
初年度である当該年度における具体的な研究内容は、交付申請書の「研究実施計画」に記した通り、古典レベルにおいてLHC実験で実測されたヒッグス粒子の質量に近い値を予言したり、あるいはそれを再現できる模型を探すことであった。先行研究においては、最小のゲージ群を持つ6次元SU(3)模型を採用した。ヒッグス2重項を一つに限定する為に、余剰次元としてはT^2/Z_3 オービフォールドを採用したが、古典レベルにおけるヒッグス質量の予言値は荷電弱ゲージボソン質量の2倍で、実測値から離れている。そこで、当該年度の研究では、Sp(6)、SU(4) といったランク3の少し拡張されたゲージ対称性を持つ模型を考察した。これらの模型を考察したもう一つの動機は、これらが弱混合角（ワインバーグ角）に関して現実的な値を予言するからである。
その結果、ヒッグス2重項を一つだけ持つ模型では、いずれも最小のSU(3)模型の予言値と同じ値を予言する事が判明した。そこで、余剰次元をT^2/Z_2 オービフォールドに変更し、最小超対称標準模型の場合と同様にヒッグス2重項を2個持つ模型を更に考察した。その結果、弱ゲージボソン質量を固定した時に、実測されたヒッグス質量を再現できる模型を構成し得ることを示すことが出来た。
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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
交付申請書の「研究実施計画」に記した通りの研究内容に関する研究を実行し、その成果を公表できた。また、発表論文の学術雑誌への掲載も最近決まった。その過程で、当初予想していなかった問題点も生じたが、それに関しては、今後の研究で解決して行こうと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
上記の「現在までの進捗状況」に記述した様に、2015年度の当該研究で生じた問題点を解決する手法を研究したいと思う。考えられる解決策としては、T^2/Z_2 オービフォールドのトーラスの2方向のサイズを違えることによって、量子効果により導かれるヒッグスのポテンシャルを一般的なものに拡張し、望ましい真空期待値とヒッグス質量、その相互作用を実現することである。
更に、最近ゲージ・ヒッグス統一理論に特徴的なヒッグス崩壊に関する予言に興味を持ち、その一般性、不変性に関して、ゲージ不変な演算子を用いて解析する研究を始めており、この研究に関しても完成させ論文で公表したいと考えている。
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| Causes of Carryover |
当該年度の研究活動については、おおむね順調に遂行することが出来たが、当該年度に開始した、現実的なヒッグス質量と弱混合角を実現する模型を探る研究についての論文の完成、およびその後の学術雑誌への公表が遅くなった。こうしたことから、研究成果を発表するための出張を、当初予定した様に積極的に行うことが出来なかった。このため、旅費の支出が少なく、次年度使用額が生じた次第である。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度（2016年度）においては、海外出張を含め、積極的に研究成果発表、資料収集、研究討論のための出張を行い、次年度使用額を有効に使わせて頂く計画である。
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