2014 Fiscal Year Research-status Report
格子ゲージ理論を用いた強結合素粒子模型の数値シミュレーション
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25800139
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
大木 洋 名古屋大学, 素粒子宇宙起源研究機構, 助教 (50596939)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 素粒子 / 格子ゲージ理論 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、格子ゲージ理論の数値計算法による強結合ゲージダイナミクスの非摂動論的計算と、有効場の理論による解析を行い、素粒子標準模型を超えた物理の研究を行うものである。特に電弱対称性の動的な破れを引き起こすテクニカラー模型の具体的な模型である8および12フレーバーQCDと、8フレーバーSU(2)ゲージ理論における格子シミュレーションを行い、低エネルギー領域での共形対称性の有無や、プラケット期待値、カイラル凝縮、ハドロン質量等のスペクトラムを、それぞれの模型において調べた。特に８フレーバーQCDは、先行研究からカイラル対称性の破れた相でありながら、有限フェルミオン質量領域における近似的共形対称性を持つ興味深い理論である可能性がある。また、本年度の研究により、この模型における有限フェルミオン質量でのフレーバー一重項スカラー粒子の質量が、擬スカラー粒子の質量と同程度である事が明らかとなり、これは近年LHCで発見されたヒッグス粒子の質量125GeVを再現する可能性を持ち、近似的共形対称性を持つテクニカラー模型が標準模型を超えた物理の極めて有力な候補である事が分かった。本研究は、今後LHC実験等により更なる検証が行われる事になり、今後も大きな進展が期待される。また、共形対称性のある相であると思われるSU(2)8フレーバー理論における研究では、カイラル凝縮等の計算による相構造の解析を行い、強結合領域における相転移が存在する事を見出し、その相構造の解明を行っている段階である。
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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
テクニカラー模型の具体的な候補である８フレーバーQCDにおける、フレーバー一重項スカラー質量の格子理論計算の研究を行い、極めて興味深い結果を得た。本研究成果をもとに、LHC実験における新粒子探索や、有効模型を用いた解析的研究や強結合ゲージ理論を用いた新たな模型の提案などの、素粒子現象論的研究を進める事が出来る。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで培ってきた様々なゲージ理論の格子数値計算の結果を用いて、これまでに行われたLHC実験結果との比較から模型の検証、今度発見される可能性のある新粒子に対する考察などの素粒子現象論的研究を行う。また、強結合ゲージ理論自身の解明のための理論的研究も同時に進行し、特にSU(2)ゲージ理論における相構造の解明、及びバリオン数生成に寄与する電弱対称性の強い一次相転移現象への応用可能性を議論する。また宇宙論や宇宙観測への応用として、テクニカラー模型における暗黒物質の存在と、その直接検出の可能性を議論し、強結合ゲージ理論の応用を引き続き研究する。
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| Causes of Carryover |
昨年度からの繰り越し金額が存在したため、次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
LHC実験に向けた、素粒子現象論的研究に詳しい研究者との議論及び情報収集を行うため、国内での出張を行う必要がある。また、国内外の研究機関においても研究を行うため、海外への出張や国外研究会への参加を行い、研究成果の発信を行う。
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