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2020 Fiscal Year Annual Research Report

Physics of GUT explored through neutrinos

Publicly Offered Research

Project AreaExploration of Particle Physics and Cosmology with Neutrinos
Project/Area Number 19H05106
Research InstitutionShimane University

Principal Investigator

波場 直之  島根大学, 学術研究院理工学系, 教授 (00293803)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2021-03-31
Keywordsニュートリノ / ニュートリノCP / 大統一理論 / 陽子崩壊
Outline of Annual Research Achievements

超対称SO(10)大統一理論に基づく模型のうち、10表現場一つ, 反126表現場一つ, 120表現場一つの湯川結合Y_10, Y_126, Y_120からクォーク・レプトン湯川結合が導出されるものを考えた。そして、クォーク・レプトン質量、CKM行列、ニュートリノ振動の実験値を正しく再現しつつ、colored Higgsino交換から生じる陽子崩壊(dimension-5陽子崩壊)の振幅を抑制し、軽い超対称粒子の存在と陽子寿命の実験的制限が無矛盾になるようなY_10, Y_126, Y_120の構造を数値的に解析した。この研究では特に、ニュートリノ微小質量がType-2シーソー機構から導出される場合を取り上げ、ニュートリノ・ディラックCP位相とdimension-5陽子崩壊振幅の抑制度との相関等を調査した。結果、ディラックCP位相が[-π/2,π/2]の領域にある時に、dimension-5陽子崩壊振幅が抑制される傾向があることがわかった。
また、最小繰り込み可能超対称SO(10)大統一理論において、p→K^0 μ^+過程とp→K^+ ν_μbar過程の頻度の比の予言を行なった。興味深いことに、この比は、頻度そのものと違い、超対称粒子のスペクトルにほとんど依存しないので、超対称粒子が発見されない現状でも予言できる。クォーク・レプトン質量とフレーバー混合の実験値を正しく再現するような大統一理論の湯川結合を数値的に決定したのち、頻度の比の予言を行った。結果、p→K^0 μ^+過程とp→K^+ ν_μbar過程の頻度の比は0.05以上、0.6以下であることがわかった。これは、ハイパーカミオカンデにおいて両過程が共に観測されうることを意味する。さらに、最小SU(5)大統一理論における比を見積った結果、上記範囲より遥かに小さいことがわかった。ゆえに、両過程を観測することで、最小繰り込み可能超対称SO(10)大統一理論と最小SU(5)大統一理論を区別することができる。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (15 results)

All 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (9 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] アラバマ大学(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      アラバマ大学
  • [Journal Article] Renormalizable SO (10) grand unified theory with suppressed dimension-5 proton decays2020

    • Author(s)
      Haba Naoyuki、Mimura Yukihiro、Yamada Toshifumi
    • Journal Title

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      Volume: 2021 Pages: 023B01_1-28

    • DOI

      10.1093/ptep/ptaa186

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Charged lepton flavor violating processes in neutrinophilic Higgs + seesaw model2020

    • Author(s)
      Haba Naoyuki、Omija Tsuneharu、Yamada Toshifumi
    • Journal Title

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      Volume: 2020 Pages: 073B08_1-22

    • DOI

      10.1093/ptep/ptaa089

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Enhanced $\Gamma(p\to K^0\mu^+)/\Gamma(p\to K^+\bar{\nu}_\mu)$ as a signature of minimal renormalizable SUSY SO (10) GUT2020

    • Author(s)
      Haba Naoyuki、Mimura Yukihiro、Yamada Toshifumi
    • Journal Title

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      Volume: 2020 Pages: 093B01_1-20

    • DOI

      10.1093/ptep/ptaa097

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Muon and electron g ? 2 and the origin of the fermion mass hierarchy2020

    • Author(s)
      Haba Naoyuki、Shimizu Yasuhiro、Yamada Toshifumi
    • Journal Title

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      Volume: 2020 Pages: 093B05_1-8

    • DOI

      10.1093/ptep/ptaa098

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Lepton flavor violation in renormalizable SUSY SO(10) GUT2021

    • Author(s)
      波場直之, 清水康弘, 山田敏史
    • Organizer
      日本物理学会第76回年次大会
  • [Presentation] Pseudo-Dirac Neutrinos at the LHC2021

    • Author(s)
      山田敏史, 波場直之, 萩原薫, Ya-Juan Zheng
    • Organizer
      日本物理学会第76回年次大会
  • [Presentation] Neutrinophilic Higgs+Seesaw modelにおける, Charged Lepton Flavor Violating processes の将来的な観測可能性2020

    • Author(s)
      大見謝恒春, 波場直之, 山田敏史
    • Organizer
      日本物理学会2020年秋季大会
  • [Presentation] Reconsider anarchy of O(1) coefficients in Quark/Lepton Mass Matrices2020

    • Author(s)
      波場直之, 清水康弘, 山田敏史
    • Organizer
      日本物理学会2020年秋季大会
  • [Presentation] Reconsider fermion mass anarchy in SU(5) GUT2020

    • Author(s)
      波場直之, 清水康弘, 山田敏史
    • Organizer
      日本物理学会2020年秋季大会
  • [Presentation] Muon and Electron g - 2 and charged lepton mass Hierarchy2020

    • Author(s)
      波場直之, 清水康弘, 山田敏史
    • Organizer
      日本物理学会2020年秋季大会
  • [Presentation] Compactification scale and the mass of vector-like fermions from the gauge-Higgs conditions2020

    • Author(s)
      山田敏史, 波場直之, 岡田宣親
    • Organizer
      日本物理学会2020年秋季大会
  • [Presentation] Gravitational waves from a phase transition in the minimal SUSY U(1)B-L model2020

    • Author(s)
      山田敏史, 波場直之
    • Organizer
      日本物理学会2020年秋季大会
  • [Presentation] θ23 octant measurement in 3+1 neutrino oscillations in T2HKK2020

    • Author(s)
      山田敏史, 波場直之, 御村幸宏
    • Organizer
      日本物理学会2020年秋季大会
  • [Remarks] ニュートリノで探究する大統一理論の物理

    • URL

      http://www.phys.shimane-u.ac.jp/haba_lab/kenkyuuhi09.html

URL: 

Published: 2021-12-27  

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