2021 Fiscal Year Research-status Report
Novel approaches to the little hierarchy problem and the strong CP problem
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19K14710
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
山田 敏史 京都大学, 理学研究科, 特定研究員 (60792421)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 大統一理論 / 陽子崩壊 / ゲージ・ヒッグス統合理論 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Left-Right模型を内包するSO(10)大統一理論は、SO(10)ゲージ群が特別な破れ方をすることで、SU(5)×U(1)ゲージ群を持つflipped SU(5)大統一理論を与える。このことを動機として、超対称flipped SU(5)大統一理論における陽子崩壊の研究を行った。同理論では、通常、カラー荷を持つHiggsino粒子が媒介する陽子崩壊(dimension-five陽子崩壊)は強く抑制され、観測不能である。だが私は、これが「ほどよく」抑制され、超対称粒子の質量が高々オーダー10TeVの場合に、SuperKamiokande実験による現在の制限に抵触せず、かつHyperKamiokande実験において陽子崩壊が観測されるような模型を構築した。さらに、陽子が荷電K中間子と反ニュートリノに崩壊するモードと、それ以外の中性K中間子、パイ中間子、エータ中間子、荷電レプトンなどを含む状態に崩壊するモードについて、分岐比の比の予言を行った。以上の研究成果を論文にまとめ、Journal of High Energy Physicsに掲載した。
ゲージ・ヒッグス統合理論の枠組みで、ヒッグス場４点結合が消滅するエネルギースケールと、トップクォーク湯川結合とweakゲージ結合が一致するエネルギースケールが同一となり、このスケールがコンパクト化スケールに同定される模型を構築した。この研究成果を論文にまとめ、Physical Review Dに掲載した。この研究は、ゲージ・ヒッグス統合理論の枠組みを利用してcomposite twin Higgs模型を構築し小階層性問題を解決するための手がかりとなる。
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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
Left-Right模型を内包するSO(10)大統一理論や、ゲージ・ヒッグス統合理論に関連する研究を行うことで、本研究の主題である「Left-Right模型によるstrong CP問題の解決」と「composite Twin Higgs模型による小階層性問題の解決」について手がかりを得ることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
超対称Left-Right模型によりstrong CP問題が解決できることを示し、その成果を学術誌に掲載する。また、ゲージ・ヒッグス統合理論の枠組みにおいて、composite twin Higgs模型を構築して解析し、小階層性問題が解決されていることを示して、その成果を学術誌に掲載する。
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| Causes of Carryover |
当初、2021年度計画では、小階層性問題を解決する模型の研究の遂行にあたり必要な物品を購入する予定であった。だが、当該研究の完成が翌年度にずれ込んだため、助成金の一部を2022年度に使用して、この研究の完成に利用することとした。
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