Is the Lepton Number a consererved quantity?

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K03625
• Research Institution: Toyama Prefectural University
• Principal Investigator: 杉山 弘晃 富山県立大学, 工学部, 准教授 (50548724)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: ニュートリノ質量

Outline of Annual Research Achievements

レプトン数が非保存量である場合には、レプトン数が変化するような過程の観測によって原理的にはそれを確認できる。LHC実験のようなハドロンによる過程において、レプトン数の変化が観測される可能性を探求するために、ニュートリノ質量生成機構にクォークが関与するようなものを網羅的に整理・分類することを目指して研究をすすめた。先行研究を含めてこれまでは、原理的に可能な生成機構の一覧表をまず作成し、その後に同一とみなせるようなものを除外しつつ整理・分類をしていく方針ですすめてきた。しかしながら、クォークの寄与を考慮した一覧表の作成の段階で大量の生成機構になりすぎることがわかってきた。そこで本年度は、同一とみなせるようなものの一部をあらかじめ除外しつつ一覧表を作成するような方法を考え出した。最終的な分類結果を得るまでには至らなかったが、これまでよりは格段に効率的に研究をすすめられるようになっている。
一方、レプトン数が保存量であるような場合には、それをどのように確認可能であるかは自明ではない。本研究の研究期間において、レプトン数保存を理論に課した上でニュートリノ質量を生成できるような新物理模型を新たに構築したが、レプトン数を保存しないようなニュートリノ質量生成機構の新物理模型においては通常は起こらないタイプのヒッグス粒子崩壊過程がその模型では起こりえることを具体的に示すことができた。すなわち、そのようなヒッグス粒子崩壊過程が将来実験において観測されれば、レプトン数が保存量であることが強く示唆されることになる。