新たなゲージ対称性に基づいた第五の力を持つ素粒子模型の探究
| Project/Area Number |
22KJ0556
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| Project/Area Number (Other) |
21J20421 (2021-2022)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2023)
Single-year Grants (2021-2022) |
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| Section | 国内 |
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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 | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
中山 悠平 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2023: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2022: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
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| Keywords | 暗黒物質 / 超対称性 / 加速器実験 / 素粒子論 / 宇宙論 / 標準模型を超えた物理 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は、我々の知らない「隠れた」対称性を含む理論の可能性を多角的に探ることを目的とする。この「隠れた」対称性が局所的でかつ自発的に破れている場合には、理論に暗黒Higgs粒子および暗黒光子と呼ばれる新粒子が現れる。これらの新粒子は、ビッグバン元素合成や宇宙背景放射といった初期宇宙の物理に影響を及ぼすほか、今後行われる地上実験においても興味深いシグナルをもたらす可能性がある。本研究ではこうした宇宙論と地上実験の観点から「隠れた」局所対称性を探ってゆく。
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は昨年度に引き続き, 隠れたセクターに存在する荷電粒子の暗黒物質への崩壊率の精密化の研究に取り組んだ. 隠れたセクター中の荷電粒子と暗黒物質の間の質量差が比較的大きく1 GeV程度に達する系も, 加速器実験において重要な探索対象である. その典型的な例として超対称性のある理論に現れるHiggsinoが挙げられる. そこで今年度は, 昨年度行ったWinoの崩壊率に関する研究をHiggsinoの場合に拡張することを試みた.
質量差が1 GeV程度に達する場合には, single pion modeの解析だけでは不十分で, multi-meson modeについても推定を与える必要がある. 特に質量差が1 GeV付近のmulti-meson modeは, カイラル摂動論が使えるほど低エネルギーではないが, 演算子的展開等の摂動論的QCDを適用できるほど高エネルギーでもなく, そもそもどのように推定すれば良いかが明らかでない.加えて, 全てのweak decay modeについて, 輻射補正を計算しない限り崩壊率は10%以上の誤差を持っている. そこで, 1. Multi-meson modeにおけるstrong dynamics効果の推定, 2. Leptonic modeに対する1次の輻射補正の計算, 3. Higgsinoのsingle pion modeの計算, 4. Higgsino崩壊を導く4点Fermi相互作用に対する電弱相互作用由来の短距離補正の計算, について研究を行った.
その結果, 質量差が約1 GeV以下のHiggsinoに対し, Higgsinoの全崩壊率を1%以下の精度で予言することに成功した. 以上の結果はJHEP03(2024)012として出版済である.
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Report
(3 results)
Research Products
(10 results)
