2020 Fiscal Year Research-status Report
フレーバー物理によるテラスケールの新物理の現象論的研究
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17K05429
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
三島 智 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 協力研究員 (90396424)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 素粒子論 / 新物理模型 / フレーバー物理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
フレーバー物理に関する複数の物理量において実験値と理論値の間にずれ (アノマリー) が見られる。本年度はそれらのずれから示唆される新物理模型の検討を進め、以下に挙げる研究成果を得た。
(1) ミュー粒子の異常磁気能率の実験値と標準模型の予言値の間には4σ程度の差が存在する。他方、クォークの世代間混合を表すカビボ・小林・益川混合行列について、行列要素の測定値が混合行列のユニタリー性と矛盾していることが最近の研究で報告されている。これらの問題はミュー粒子と相互作用する新粒子の存在を示唆している。この新粒子の候補として標準模型のレプトン以外の新たなレプトンを考え、上記２つの問題の解決可能性を探った。その結果、特定の種類のレプトンを導入した場合には２つの問題が同時に解決できることを示した。
(2) 標準模型有効理論を用いることで標準模型を超える新物理を系統的に探ることができる。近年、標準模型有効理論を用いたフレーバー物理の研究が盛んに進められている。本研究では、従来の研究で無視されていたフレーバー混合の寄与を含めて、標準模型有効理論と標準模型のマッチングに対する１ループ補正の計算を行った。この結果は実験データから新物理の効果を抜き出す際に重要となる。
(3) 45次元表現スカラー粒子を含むSU(5)大統一模型における現象論研究を進めた。45次元表現に含まれるスカラーレプトクォークによる低エネルギー物理 (クォーク・レプトンの質量・混合、B中間子崩壊、タウ粒子崩壊等のフレーバー物理) への影響について詳細に解析した。
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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
本年度は現在報告されているフレーバー物理のアノマリーが示唆する新物理模型の構築および解析を進めた。本研究で開発を進めた統合解析ツールHEPfitを用いることにより、解析を効果的に進めることができた。45次元表現スカラー粒子を含むSU(5)大統一模型に関する研究については、その成果をまとめた論文を執筆中である。新物理模型の構築およびHEPfitへの新物理模型・フレーバー物理量の組み込みの両面において研究を進展させることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに進めてきた45次元表現スカラー粒子を含むSU(5)大統一模型に関する研究の成果をまとめて論文として発表する。またフレーバーアノマリーを説明可能な他の新物理模型の可能性についても検討を進める。
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| Causes of Carryover |
新型コロナ禍により予定していた研究会への出席ができなかったため未使用金が生じた。今年度は研究成果のオンライン研究会での発表用にタブレット型端末を購入する予定である。また状況が許せば、研究会参加の旅費として使用する予定である。
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Research Products
(4 results)
