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2016 Fiscal Year Research-status Report

荷電レプトン質量式が示唆したTeVスケール物理の探究

Research Project

Project/Area Number 16K05325
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

小出 義夫  大阪大学, 理学研究科, 招へい研究員 (40046206)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山中 真人  京都産業大学, 益川塾, 研究員 (70585992)
山下 敏史  愛知医科大学, 医学部, 講師 (90622671)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords素粒子論 / 荷電レプトンの質量 / ファミリーゲージボゾン / 統一模型 / 稀崩壊探索の現象論
Outline of Annual Research Achievements

本研究課題は、荷電レプトンの質量公式が示唆するファミリー対称性を擁する模型の改良・発展、そして、その実験検証の可能性検討を目的とする。
昨年度、フェルミオンの質量構造を理解する新たな試みとして、世代に依存したパラメーターとして荷電レプトン質量の観測値、そして、世代に依存しないわずか6つのパラメーターを用いてクォークとニュートリノの質量行列を観測値とほぼ無矛盾にもたらす模型を提案した (Koide-Nishiura, Physical Review D, Vol.92)。今年度、その模型をより現実的なものへと発展させた (Koide-Nishiura, Modern Physics Letters A, Vol.31)。具体的には、数学構造$U(3) \times U(3)'$に基づく素粒子模型をベースに、Rチャージと呼ばれる量子数を適切に割り当てることで、模型のダイナミクスを記述するポテンシャルの構築に成功した。
また、ファミリーゲージ模型の検証手段の1つとして、ミューオン-電子転換探索に注目し、本模型に対する検証感度を調べた (Koide-Yamanaka, Physics Letters B, Vol.762)。ミューオン-電子転換探索実験で用いられる様々な原子核ごとに、本模型におけるミューオン-電子転換率を算出し、将来実験の検証可能性を定量的に示した。近未来のミューオン-電子転換探索実験において、U(3)ゲージ対称性模型を確立、または、完全に棄却できることを明らかにした。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

実施計画に記した研究を遂行し、それを論文雑誌掲載という形で発表することができた。さらに、いくつかの研究会にて講演し、さらなる模型の改良・検証に繋がる議論を研究会参加者と交わした。こういった成果を基に、本研究課題は順調に進展していると判断した。

Strategy for Future Research Activity

初年度に続き、ファミリーゲージ対称性を擁する模型の改良・発展に関する研究と、その実験検証を並行して進める。
上述の研究 (Koide-Nishiura, Modern Physics Letters A, Vol.31) において、$U(3) \times U(3)'$対称性は2つのスケール$\Lambda$、$\Lambda'$で破れる。これらのスケールはニュートリノ・クォークの質量行列を導くうえでカギとなる。これらのスケールの値を決めるダイナミクスについては議論の余地が残っている。模型の発展の1つの方向性として、これらスケールの理解を目指す。
一方、模型検証に関し、2017年にLHC実験から報告された興味深い現象に目を向けてみる。LHC実験はB中間子の2つの崩壊反応を測定した: (1) $B \to K \mu \mu$ (2) $B \to K e e$。既知の理論計算に基づくと、これらの反応はおおよそ同じ割合で起こる。ところが、測定が示した結果は、(2)に比べ(1)の割合が3割ほど小さいというものであった。本課題が研究を進めるファミリーゲージ模型はまさにこういった現象をもたらす構造を持っているため、定量的考察を行ない、模型の検証を進めていきたいと考えている。

Causes of Carryover

購入予定であったパソコンを安く仕入れる事が出来たため

Expenditure Plan for Carryover Budget

購入予定の消耗品を増額する

  • Research Products

    (15 results)

All 2017 2016

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results) Presentation (10 results)

  • [Journal Article] Sumino's cancellation mechanism in an anomaly-free model2017

    • Author(s)
      Yoshio Koide
    • Journal Title

      Modern Physics Letters A

      Volume: 32 Pages: 1750062pp1-10

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Relic Abundance in Secluded Dark Matter Scenario with Massive Mediator2017

    • Author(s)
      Shohei Okawa, Masaharu Tanabashi, Masato Yamanaka
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 95 Pages: 023006pp1-17

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Quark and lepton mass matrices described by charged lepton masses2016

    • Author(s)
      Yoshio Koide, Hiroyuki Nishiura
    • Journal Title

      Modern Physics Letters A

      Volume: 31 Pages: 1650125pp1-14

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Muon-Electron Conversion in a Family Gauge Boson Model2016

    • Author(s)
      Yoshio Koide, Masato Yamanaka
    • Journal Title

      Physics Letters B

      Volume: 762 Pages: 41-46

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Gauge symmetry breaking patterns in an SU(5) grand gauge-Higgs unification model2016

    • Author(s)
      Kentaro Kojima, Kazunori Takenaga, Toshifumi Yamashita
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 95 Pages: 015021pp1-12

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Flavon VEV Scales in a U(3) x U(3)' Model I2017

    • Author(s)
      小出義夫
    • Organizer
      日本物理学会 第72回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2017-03-18 – 2017-03-18
  • [Presentation] Flavon VEV Scales in a U(3) x U(3)' Model II2017

    • Author(s)
      西浦宏幸
    • Organizer
      日本物理学会 第72回年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2017-03-18 – 2017-03-18
  • [Presentation] Prolog: 隅野モデルと私2016

    • Author(s)
      小出義夫
    • Organizer
      Quarks, leptons and Family Gauge Bosons
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2016-12-26 – 2016-12-26
  • [Presentation] Search for charged lepton flavor violation2016

    • Author(s)
      山中真人
    • Organizer
      Quarks, leptons and Family Gauge Bosons
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2016-12-26 – 2016-12-26
  • [Presentation] Family Gauge Bosons with an Inverted Mass Hierarchy2016

    • Author(s)
      山下敏史
    • Organizer
      Quarks, leptons and Family Gauge Bosons
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2016-12-26 – 2016-12-26
  • [Presentation] Muon-Electron Conversion in a Family Gauge Boson Model2016

    • Author(s)
      山中真人
    • Organizer
      Flavor Physics Workshop 2016
    • Place of Presentation
      新潟県岩室温泉
    • Year and Date
      2016-10-26 – 2016-10-26
  • [Presentation] ユカワオンモデルの狙いをユカワオンなしで実現できるか? I2016

    • Author(s)
      小出義夫
    • Organizer
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      宮崎大学
    • Year and Date
      2016-09-23 – 2016-09-23
  • [Presentation] ユカワオンモデルの狙いをユカワオンなしで実現できるか? II2016

    • Author(s)
      西浦宏幸
    • Organizer
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      宮崎大学
    • Year and Date
      2016-09-23 – 2016-09-23
  • [Presentation] Muon-Electron Conversion in a Family Gauge Boson Model2016

    • Author(s)
      山中真人
    • Organizer
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      宮崎大学
    • Year and Date
      2016-09-23 – 2016-09-23
  • [Presentation] Flavor Physics in a U(3)×U(3)' model2016

    • Author(s)
      小出義夫
    • Organizer
      基研研究会「素粒子物理学の進展 2016」
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      2016-09-07 – 2016-09-07

URL: 

Published: 2018-01-16  

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