Novel approaches to the little hierarchy problem and the strong CP problem

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K14710
• 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: Yokohama National University (2022); Kyoto University (2021); Shimane University (2019-2020)
• Principal Investigator: Yamada Toshifumi 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 非常勤教員 (60792421)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 大統一理論 / ニュートリノ / 陽子崩壊

Outline of Final Research Achievements

The SO(10) grand unification theory, which incorporates the left-right symmetric model, is an attractive theory as it simultaneously addresses mysteries of the Standard Model of particles physics, "hypercharge quantization" and "the tiny neutrino mass". In this study, I have made predictions in the framework of the supersymmetric SO(10) grand unification theory on the rates of proton decay mediated by the supersymmetric partners of the colored Higgs particles (colored Higgsinos), neutrino observables such as the mixing angles and Dirac CP phase of the lepton flavor mixing induced by the tiny neutrino mass, and correlations among them. These predictions can be tested in future experiments such as the Hyper-Kamiokande experiment.

Free Research Field

素粒子現象論

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

物質を構成する最も微細な素粒子を明らかにすることは、人類の目標の一つである。本研究は、この目標のため、今日の素粒子物理学が抱える未解決問題である「ハイパーチャージ荷量子化」と「ニュートリノ微小質量」を手がかりとし、これらを同時に解決するSO(10)大統一理論に基づき、素粒子の微細な姿を理論的に探究した。本研究は実証可能性を重視し、SO(10)大統一理論から、陽子崩壊およびレプトンフレーバー混合について実験的検証が可能な予言を引き出した。こうした予言は将来のハイパーカミオカンデ実験等で検証される可能性があり、検証された際は、人類は現在知られているよりも微細な素粒子の知識を得ることになる。