2020 Fiscal Year Research-status Report
Probing physics beyond the standard model by precise predictions for flavor physics
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19K14706
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
北原 鉄平 名古屋大学, 高等研究院(素粒子), 特任助教 (40759502)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | フレーバー物理 / 標準模型を超える物理 / B中間子 / ミュー粒子異常磁気モーメント / 超対称性模型 / 電気双極子モーメント / 弱測定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
素粒子の精密測定実験は、標準模型を超える新物理を間接的に精度よく探索できる。今年度はその中でも、B中間子のハドロニック崩壊、ミュー粒子異常磁気モーメント、中性子電気双極子モーメントに関する研究を行った。近年のB中間子の遷移フォームファクターの計算精度の向上に伴い、B中間子崩壊分岐比の理論誤差が小さくなった。この結果、B中間子がD中間子とK中間子またはπ中間子に崩壊する4つのハドロニックチャンネルで、理論と測定値の間に3-4σ程度の一定のずれが見えてきた。我々は世界に先駆け、このずれが1TeV程度の新しいSU(2)ゲージ多重項の新物理で一定の説明が可能であることを示した。また、この新しいアノマリーをテーマにした国際ワークショップにおいてこの結果を発表した。ミュー粒子異常磁気モーメントは3.7σのアノマリーである。ミュー粒子異常磁気モーメントの新しい実験結果が発表されることへの準備として、アノマリーを説明可能な超対称性模型におけるそのパラメータ領域について、現在の素粒子加速器実験から与えられる制限を包括的にまとめ、今一度精査した。さらに、中性子電気双極子モーメントをテーマにした学際研究についても行い、それを完了した。中性子の電気双極子モーメントの測定に量子物理学の特殊な測定のテクニックである弱測定が応用できないか、という疑問のもと、数年前に始まった学際研究である。弱測定の恩恵を受けることができる新しい実験のセットアップを考案し、その実験的な感度を数値的に見積もることができた。
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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
クォークやレプトンのような素粒子精密測定は、LHC実験と同等な、またはそれを超えるような高いエネルギースケールの新物理を間接的に探索できるようなポテンシャルを持っている。今年度は、B中間子、ミュー粒子の実験結果に基づいた新物理の研究を行うことができ、本研究課題を順調に進めることができた。特に、ミュー粒子異常磁気モーメントのアノマリーは、追実験でその存在が確認されたため、今後はさらに大きな研究分野になることが期待される。一方で、長距離QED補正計算による標準模型予言の高精度化を進める研究は、予定よりも遅れている。総合的に本研究課題の進捗状況はおおむね順調といえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
B中間子のセミタウオニック分岐比のアノマリーに基づいた研究を重点的に行う。このアノマリーはレプトクォーク模型により説明可能であるが、このレプトクォークや付随するベクターレプトンが与える影響を精査する。同様にこのレプトクォークに基づいた有効相互作用をATLAS実験やCMS実験で探索可能かを調べる。また、この分岐比の長距離QED補正を計算する。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染症の影響で、参加予定の国際会議を全て見送った。
次年度への繰越分は主にデスクトップPCの購入に充てる予定であり、すでに注文済みである。
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