Theoretical study of physics beyond the standard model probed from flavor physics

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K05319
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 戸部 和弘 名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (20451510)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: フレーバー物理

Outline of Annual Research Achievements

B中間子の幾つかの崩壊現象で標準模型の予言との食い違い（アノマリー）が報告されている。今年度は主にこれらのアノマリーを説明する模型の構築について研究した。特にB中間子の崩壊現象B→D(*)τνとB→K(*)μμのアノマリーについて同時に説明できる模型は可能か、について研究した。先行研究では、これらのB中間子の崩壊のアノマリーを同時に説明できる可能性として、ベクトルレプトクォークの媒介による説明が指摘されている。このベクトルレプトクォークはSU(4)ゲージ対称性の自発的破れによって質量を獲得しうるが、その際そのゲージ対称性の破れに伴って他にも重いゲージ粒子を生成する。そのため、このベクトルレプトクォークが直接標準模型のフェルミオンと相互作用をすると、他の重いゲージ粒子とも直接相互作用するために、様々な実験的制限に抵触し、整合性のある模型を作ることが難しくなってしまう。そのため、他の様々な実験の制限を満たす模型を作ろうとすると、模型が非常に複雑になる傾向がある。先行研究を参考に、それを拡張することで模型の簡単化を試みた。また、そのような模型の現象論的な研究に関して、他の現象との相関などについて研究した。面白い模型の構築は、なかなか簡単ではないことがわかったが、B中間子の崩壊現象に関してのアノマリーは、この春発表された最新の実験結果を見ても、まだ存在する傾向が見られるので、本研究で行なった研究を基に今後も精力的に続けていきたい。
また、我々はμ粒子異常磁気能率のアノマリーとCMS実験でのh→τμ事象の超過を同時に説明できるシナリオを2HDMの枠内で提唱したが、その後h→τμ事象は確認されていないことから、このシナリオは現在非常に制限されていることがわかった。LHC実験で、２HDMに含まれる重いヒッグス粒子の生成でτμへの崩壊現象を見ることでこのシナリオは将来検証可能性がある。