Probing physics beyond the standard model by precise predictions for flavor physics

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K14706
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 15010:Theoretical studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: Kitahara Teppei 名古屋大学, 高等研究院(素粒子), 特任助教 (40759502)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: フレーバー物理 / 標準模型を超える物理 / 中間子稀崩壊 / ミューオン異常磁気能率 / 電気双極子能率

Outline of Final Research Achievements

We investigated the phenomenology of a wide range of new physics related to flavor physics and muon anomalous magnetic moment. Particular emphasis was placed on new physics scenarios in which leptoquark particles explain discrepancies with the standard model predictions (anomaly) reported in B-meson decay (B→D(*)τν). Then, multifaceted results (characteristic events in the LHC experiments, lepton flavor universality violation in the Upsilon meson and Λ_b baryon) were shown to be predicted. It was also shown that the minimal supersymmetric standard model, which can explain the muon anomalous magnetic moment anomaly, has not yet been fully explored by the LHC experiment and the dark matter direct search experiment. Furthermore, a fundamental study of quantum corrections to the theta term representing CP violation in the QCD sector was carried out.

Free Research Field

素粒子論

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、素粒子の精密測定の特にフレーバー物理を軸にし、標準模型を超える新物理の現象論を多角的に調査した。特に、B中間子崩壊（B→D(*)τν）で報告されているアノマリーを説明可能なTeVスケールにあると期待される新物理を、LHC実験における共鳴探索とは別に、どのような探索をすれば検証できるのかを明らかにした。また、B中間子とΛ_bバリオン崩壊の間の新物理によらない和則の発見は、アノマリーの観点から非常に重要であると期待される。また、θ項の基礎的な研究結果は、今後のCPの破れの研究において大いに活用されることが期待できる。