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2022 Fiscal Year Annual Research Report

レプトンフレーバーを手がかりとする新物理探索

Research Project

Project/Area Number 18H01210
Research InstitutionYokohama National University

Principal Investigator

佐藤 丈  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (60322294)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 下村 崇  宮崎大学, 教育学部, 准教授 (00447278)
荒木 威  奥羽大学, 歯学部, 講師 (40645884)
上坂 優一  九州産業大学, 理工学部, 特任講師 (60826618)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2023-03-31
Keywordsレプトンフレーバ / レプトン数 / ミューオン / タウ
Outline of Annual Research Achievements

世代の対称性をミューオン(第二世代)とタウ(第三世代)の間に課すLμーLτ対称性の観点から考え、それを標準理論のゲージ群とともに統一する「大」大統一理論の枠組みを構築する可能性について追及した。結果はJHEP 07 (2022) 011にまとめられている。この枠組みでは標準理論で考える世代がねじれた形で実現するので、陽子崩壊などの予言が通常とは完全に異なることが示される。
一方で、ミューオン電子転換を探る実験であるCOMETの開始に合わせ、通常のレプトン数を保存するμ^- ->e^-転換ではなく、レプトン数も破るμ^- -> e^+転換がどの程度まで現在の実験的制約の範囲で大きくなりうるのかについて調べた。多くの人が考えるマヨラナ質量項由来の現象だとするとCOMET実験で見える可能性は皆無だが、他の模型を考えると、将来実験ではまだ見える可能性があることを示した。ただし、この二つの転換が同時に見える可能性がないことも示した。Phys.Lett.B 836 (2023) 137617
さらに、レプトン数の破れは現在の物質優勢の宇宙を説明するというLeptogenesisの考えをニュートリノ質量生成機構の一つであるScotogenic Modelと組み合わせることで、ニュートリノ質量を説明しつつ、現在の物質量と暗黒物質の存在量を結びつけて考えるAsymmetric dark matterの考え方を実現できる模型の構築を行った。この模型の予言として将来的に見える質量の荷電粒子の存在がある。 Phys.Lett.B 836 (2023) 137627

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (16 results)

All 2023 2022

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 1 results) Presentation (9 results) (of which Invited: 6 results)

  • [Journal Article] Determination of coupling patterns by parallel searches for μ??→?e+ and μ??→?e? in muonic atoms2023

    • Author(s)
      Sato Joe、Sugawara Kohei、Uesaka Yuichi、Yamanaka Masato
    • Journal Title

      Physics Letters B

      Volume: 836 Pages: 137617~137617

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2022.137617

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Asymmetric mediator in scotogenic model2023

    • Author(s)
      Asai Kento、Sakai Yuhei、Sato Joe、Takanishi Yasutaka、Yamanaka Masato
    • Journal Title

      Physics Letters B

      Volume: 836 Pages: 137627~137627

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2022.137627

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Search for lepton flavor violating decay at FASER2023

    • Author(s)
      Araki Takeshi、Asai Kento、Otono Hidetoshi、Shimomura Takashi、Takubo Yosuke
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 2023 Pages: -

    • DOI

      10.1007/JHEP01(2023)145

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Aiming for unification of Lμ ? Lτ and the standard model gauge group2022

    • Author(s)
      Sato Joe
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 2022 Pages: -

    • DOI

      10.1007/JHEP07(2022)011

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Transverse positron polarization in the polarized μ+ decay related with the muonium-to-antimuonium transition2022

    • Author(s)
      Fukuyama Takeshi、Mimura Yukihiro、Uesaka Yuichi
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 105 Pages: -

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.105.075024

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Neutrinoless double beta decay and the muonium-to-antimuonium transition in models with a doubly charged scalar2022

    • Author(s)
      Fukuyama Takeshi、Mimura Yukihiro、Uesaka Yuichi
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 106 Pages: -

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.106.055041

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Revisiting sterile neutrino dark matter in gauged U(1)_{B-L} model2022

    • Author(s)
      Eijima Shintaro、Seto Osamu、Shimomura Takashi
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 106 Pages: -

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.106.103513

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Determination of coupling patterns by parallel searches for μ^- → e^+ and μ^- → e^- in muonic atoms2023

    • Author(s)
      Joe Sato
    • Organizer
      Third International Workshop on the Extension Project for the J-PARC Hadron Experimental Facility (3rd J-PARC HEF-ex WS)
    • Invited
  • [Presentation] Determination of coupling patterns by parallel searches for μ^- → e^+ and μ^- → e^- in muonic atoms2023

    • Author(s)
      Joe Sato
    • Organizer
      素粒子現象論研究会2022
    • Invited
  • [Presentation] 8次元商空間を用いたCoset space dimensional reductionから得られる模型の分類2023

    • Author(s)
      須田亮介
    • Organizer
      日本物理学会2023年春季大会
  • [Presentation] U(1)Lμ - LτゲージボソンとMajoronによるHubble Tensionの解決2023

    • Author(s)
      浅野友哉
    • Organizer
      日本物理学会2023年春季大会
  • [Presentation] Type-II seesaw models with modular A4 symmetry2023

    • Author(s)
      Takashi Shimomura
    • Organizer
      Recent development of modular flavor symmetry
    • Invited
  • [Presentation] Aiming for Unification of Lμ-Lτ and the standard model gauge group2022

    • Author(s)
      Joe Sato
    • Organizer
      ICCSME2022
    • Invited
  • [Presentation] Aiming for Unification of Lμ-Lτ and the standard model gauge group2022

    • Author(s)
      Joe
    • Organizer
      MMQS22
    • Invited
  • [Presentation] ミューオニウム-反ミューオニウム転換で探るレプトンフレーバー混合2022

    • Author(s)
      上坂優一
    • Organizer
      Kagoshima Workshop on Paritlces, Fields, and Strings 2023
    • Invited
  • [Presentation] Scotogenic Model におけるダークマターとバリオンの起源の追求2022

    • Author(s)
      酒井裕平
    • Organizer
      日本物理学会2022年秋季大会

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Published: 2023-12-25  

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