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2024 Fiscal Year Research-status Report

ミューオンで探る新粒子とレプトンの世代構造

Research Project

Project/Area Number 23K13106
Research InstitutionDokkyo Medical University

Principal Investigator

上坂 優一  獨協医科大学, 医学部, 助教 (60826618)

Project Period (FY) 2023-04-01 – 2028-03-31
Keywordsミューオン / レプトンフレーバー / 新物理探索
Outline of Annual Research Achievements

素粒子の世代やニュートリノに関する謎の解明に向けて、荷電レプトンにおけるフレーバーの破れが重要な示唆を与えることが期待されている。近年は様々な研究機関で大強度ミューオンビームが使用可能になっており、ミューオンを用いた新物理探索は素粒子模型におけるフレーバー構造へ強い制限を与える。ミューオンを用いた実験が世界中で計画・実施される中、茨城県にあるJ-PARCでもミューオンを用いた大規模な新物理探索実験が数種類計画されており、近い将来に成果が得られることが有望視されている。そのような状況の中、理論側からミューオンを利用してレプトンのフレーバー構造を調べる新たなアイデアを考案し検討することの重要度は高い。また、最近の冷却技術の進展により、ミューオン加速器衝突に関する議論が活発化している。
令和6年度は、前年度より進めていたミューオン原子を用いた新たな新物理探索のアイデアの研究をまとめ、論文と学会発表により成果を公表した。また、ミューオニウム反ミューオニウム転換やベータ崩壊の研究に関する講演を行い、関連分野の研究者と共に議論を深めた。これらの成果は来年度以降に学術論文としてまとめられることが期待される。
その他、ミューオンの崩壊現象に関する数件の研究テーマについて共同研究者と議論や打ち合わせを進めている。これらについても来年度以降引き続き取り組み、研究会での口頭発表や学術論文により成果の公表を目指す。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

令和6年度はミューオン原子を用いた新物理探索に関する研究を学術論文としてまとめ、口頭発表による公表も行った。また、その他のミューオンに関連する新物理探索や計算手法に関する研究、打ち合わせを進めており、研究の目標に向けて順調に知見が集まっている。次年度以降できるだけ早い時期での公表を目指している。

Strategy for Future Research Activity

令和7年度は、令和6年度より取り組んでいるミューオン崩壊に関する研究を進める。令和5年度より取り組んでいる輻射補正を含む高次効果に関する研究を、順天堂大学所属の清准教授らと協力して引き続き行う。また、J-PARCで行われる予定のCOMET実験やミューオニウム反ミューオニウム探索実験に関わる実験家と交流し、現実的な設定の下で探索が上手くいきそうかどうかを調べていく。
また、令和6年度に学術論文として提案したミューオン原子を用いた新物理探索が有効となる素粒子模型の具体例について詳しく調べる。
加えて、レプトンのフレーバー構造の情報を得る上で、近年活発に議論されているミューオン加速器衝突の有用性についても調べる。

Causes of Carryover

研究代表者の所属異動に伴い、講義準備等でスケジュールの都合が付かず、今年度は予定よりも研究会に参加できなかった。
令和7年度の4月には海外の研究会に参加する計画があるため、この出張旅費として令和6年度から繰り越した分は使用する予定である。令和7年度分として請求した金額は、その後の物品購入や出張旅費として使用予定である。

  • Research Products

    (6 results)

All 2025 2024

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] μ- → e- γ in a muonic atom as a probe for effective lepton-flavor-violating operators involving photon fields2025

    • Author(s)
      Uesaka Yuichi、Yamanaka Masato、Kuno Yoshitaka
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 111 Pages: 035017-1, 12

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.111.035017

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 偏極核からのベータ線の角度分布2025

    • Author(s)
      上坂優一
    • Organizer
      北海道大学情報基盤センター萌芽型共同研究 研究会
  • [Presentation] ミューオニウム反ミューオニウム転換で探るニュートリノ質量模型2025

    • Author(s)
      上坂優一
    • Organizer
      第10回「極低放射能技術」研究会
    • Invited
  • [Presentation] 原子軌道上でのμ-→ e-γ崩壊2025

    • Author(s)
      上坂優一
    • Organizer
      日本物理学会 2025年春季大会
  • [Presentation] Charged lepton flavor violation searches using μ- -> e-γ in muonic atoms2024

    • Author(s)
      上坂優一
    • Organizer
      Workshop on Inelastic Nuclear Scattering for Dark Matter Detection
  • [Presentation] 原子軌道上でのμ-→ e-γ崩壊2024

    • Author(s)
      上坂優一
    • Organizer
      Flavor Physics Workshop 2024

URL: 

Published: 2025-12-26  

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