2011 Fiscal Year Research-status Report
大型ハドロン衝突型加速器時代の超対称性と余剰次元理論
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23540289
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
村山 斉 東京大学, 数物連携宇宙研究機構, 特任教授 (20222341)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2014-03-31
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| Keywords | 国際研究者交流（欧米・アジア） / 国際情報交換（欧米・中南米・アジア） / 加速器実験 / 余剰次元 / 超対称性 |
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| Research Abstract |
TevatronでもLHCでも、未だに新しい物理の徴候は見つからず、階層性の問題を解決するための新粒子は未発見である。この状況の中で、新粒子が実験で作られているにもかかわらず、発見が難しくまだ見えていないだけだという可能性として、新しい粒子が非常に縮退していて、消失運動量が小さい場合が挙げられる。野尻らとこのような場合の実験的探索の手法を調べた。今までmT2という、粒子の質量測定のために有用な力学量が提案されていたが、我々はこのmT2が、新粒子探索のために非常に有用であり、特にトップ・クォークからくる雑音を排除するのに有効であることを発見した。今後のこの手法がLHCの実験データの解析に使われるに違いなく、新粒子発見に役立つ可能性が充分ある。一方新粒子がスカラー粒子であった場合、低エネルギーのフレーバー物理からの制限が非常に厳しい。一般には、スカラー粒子とクォークの結合は極めて弱くないと制限を逃れられないと考えられて来た。Evansらとともに、湯川行列がエルミートである場合に限ってこの制限を簡単に逃れることができ、コライダーで発見可能な程断面積が高くなることがありえることを発見した。更に、長年の謎であるQCDのθ角をゼロにする可能性も秘めている。この発見で、LHCでこうした新しいタイプのスカラー粒子を探索する動機が強くなった。また、第四世代は電弱精密測定の制限から最近あまり関心を集めていなかったが、これもLHCでの格好の探索対象である。Rentalaらとともに、第四世代のニュートリノの質量がかなり軽い場合には電弱精密測定の制限がかなり弱くなり、LHCで充分発見可能なことを示すと同時に、第四世代の存在がバリオン非対称性を消してしまいがちな電弱量子異常によるスファレロン効果を抑制し、バリオン非対称性を保護することを発見、第四世代の探索の新しい動機付けを与えた。
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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
研究計画で述べた様な、LHCからの新しい物理発見の報はまだなく、データに基づいて模型の特定にすすむ計画は当然ながら実現していない。しかしデータが出ればすぐ対応できるように、今まであまり動機付けされていなかった可能性を提案しており、更にデータ改正機の手法の提案もしているため、面白いデータが出そうになった瞬間にすぐさま適応できる体制が整って来た。これで、本来の目的に沿った超対称性・余剰次元を含む新物理特定の研究の準備は着々と進んでおり、「概ね順調」と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
「研究実績の概要」で述べたように、実は新粒子がLHCで作りだされていても、粒子の質量の縮退のため見えていない可能性を考えて来た。実は今までそのような可能性は余剰次元でしか考えれていなかった（"Universal Extra Dimension"模型）が、超対称性理論でも、超対称性がScherk-Schwarz機構によって破れている場合は同じ様な縮退が自然に起き、我々の提案した実験手法が役に立つことがわかって来た。現在縮退が量子補正によりどれだけ解けるのかを定量的に評価しており、近々論文で発表する予定である。この模型を使って、実験的手法の更なる精緻化を追求し、現実の解析へと繋げていく。しかしLHCで新粒子の徴候が見えるまではそれ以上の進展はむずかしく、この点は我々のコントロール外である。実験の進捗を見守っていくしかない。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
今年度は、震災後の影響で国内での学会等研究活動等に少なからずの影響が出たため次年度使用残高が生じた形となったが、次年度はこの点は解消され積極的な研究発表等の活動が出来ると考える。
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[Presentation] 展望2011
Author(s)
H. Murayama
Organizer
日本物理学会２０１1秋期大会(招待講演)
Place of Presentation
弘前大学
Year and Date
2011.9.17
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