| Project/Area Number |
22K03638
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 15010:Theoretical studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
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| Research Institution | Hosei University (2023)
Yokohama National University (2022) |
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Principal Investigator |
山中 真人 法政大学, 理工学部, 助手 (70585992)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 丈 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (60322294)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
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| Keywords | レプトンフレーバーの破れ / 深非弾性散乱 / 標準模型を超える素粒子模型 / ミューオン / 真ミューオニウム / ヒッグス粒子 / ミューオン-電子転換 / 標準模型を超える新物理 |
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| Outline of Research at the Start |
素粒子標準模型を超える新模型として、トップクォークやタウレプトンといった第3世代粒子と強く繋がる模型が盛んに論じられている。LHCや暗黒物質検出実験だけではこういった模型のパラメーター空間を“張る”だけの独立な測定値は得られない。そこで、実験探索が今後活発化するレプトンフレーバーの破れ(LFV)に注目する。本研究では、現実的パートン描像やミューオン原子内部の波動関数構築を精確に組み入れながら、LFVを伴う深非弾性散乱やミューオン原子内にて起こるLFV過程を丁寧に定式化・考察し、第3世代粒子と強く繋がる模型の検証手段として確立させる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題はレプトンフレーバー非保存過程をプローブとして、根源的素粒子模型の検証を目指しています。2022年度、海クォーク数の保存、及び、海クォーク質量を取り入れたレプトンフレーバーを破る深非弾性散乱断面積の定式化を行ない、論文の形で成果を発表しました。2023年度は、この成果を基に、加速器実験におけるレプトンフレーバー非保存深非弾性散乱測定から、どういった観測量を通じて、どのパラメーターを探り出せるかを検討しました。レプトンフレーバーの破れをもたらす演算子がスカラー型か、グルーオンを介した演算子か、フォトン双極子型演算子かを判別できる特徴的観測量を見出したことにより、レプトンフレーバー非保存演算子に対する探査力は大幅に高まりました。また、レプトンフレーバー非保存演算子を擁する代表的素粒子模型を例に、加速器実験におけるレプトンフレーバー非保存深非弾性散乱のシグナル数を評価し、近未来の実験における検証可能性の高さを定量的に示しました。これらの成果は国際研究会等で何度か発表を行なっており、その際に交わされた議論・質問なども取り入れながら、近々論文として発表予定です。
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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
2023年度、加速器実験におけるレプトンフレーバー非保存深非弾性散乱の特徴的シグナルの検討、及び、その反応率算出を行ないました。これは、本課題の目的であるレプトンフレーバー非保存演算子の特定に対し、重要かつ新規的成果となります。また、2023年度、真ミューオニウムに注目したレプトンフレーバーを破る新奇過程の探索に着手しました。レプトンフレーバー非保存演算子は、数多くのレプトンフレーバー非保存過程を検証し、その性質を明らかにすることができます。そういった事情を鑑みると、この新奇過程の考案、並びに、反応率算出は分野全体にとって価値ある進展となります。
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| Strategy for Future Research Activity |
[研究実績の概要]に記した成果を早急にまとめあげ、論文の形で発表します。また、それと並行し、ミューオン原子内におけるミューオンの放射性崩壊（μ-->e+γ）、及び、上述の真ミューオニウムを起点とするレプトンフレーバー非保存過程の研究を進めます。これらの成果を組み合わせることで、より確かな精度でレプトンフレーバー非保存演算子の特定、並びに、その大きさの決定を目指します。
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