超弦理論におけるモジュライの物理について

• Project Area: New expansion of particle physics of post-Higgs era by LHC revealing the vacuum and space-time structure
• Project/Area Number: 17H05395
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 小林 達夫 北海道大学, 理学研究院, 教授 (60322153)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2018: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2017: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: 超弦理論 / モジュライ

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、コンパクト空間上の超弦理論の研究であり、その理論特有のモジュライの素粒子物理学的意味合いの研究である。コンパクト空間やモジュライが関わる物理現象を探求していくことは、コンパクト空間上の超弦理論の間接的な検証へつながる。
本年度は、特にトーラスやオービフォルドがもつ幾何学的対称性に注目し、そのようなコンパクト空間上上のD-ブレーン模型のゼロモードが示す対称性を系統的に解析した。そのような対称性は世代間を変換させるような離散的なフレーバー対称性であることを示した。この対称性は、従来のフレーバー対称性と異なり、湯川結合なども変換するような大尉焼成である。さらに、モジュラー群の有限部分群の下で非自明に変換するモジュラー形式の多重項の新たな構成法を見出した。
上述のような超弦理論における成果を踏まえて、場の理論のフレーバーに関する模型の構築も行った。従来、クォーク・レプトンの３世代にフレーバー対称性を課し、その対称性を新たに導入したスカラー場の真空期待値で破ることで、クォーク・レプトンの質量や混合角を導出することが、盛んになされてきた。新しい模型構築のアプローチとして、上述のモジュラー対称性の有限部分群を仮定し、３世代のクォーク・レプトンにその表現をアサインし、なおかつ、湯川結合や右巻きニュートリのマヨラナ質量もその有限部分群の非自明表現となるモジュラー形式であると仮定し、クォーク・レプトンのフレーバーの模型構築を行った。このアプローチは、新たに対称性を破るスカラー場の導入が必要なく、その点では、ミニマルなフレーバー模型となっている。また、コンパクト空間の幾何学的対称性とフレーバー対称性が関連付けられ、クォーク・レプトンの質量と混合角が導出されるので、非常に注文を集めている。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Modular forms of finite modular subgroups from magnetized D-brane models (2019)
  • Author(s): Kobayashi Tatsuo、Tamba Shio
  • Journal Title: Physical Review D Volume: 99 Issue: 4
  • DOI: 10.1103/physrevd.99.046001
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Radiative Kahler moduli stabilization (2018)
  • Author(s): Kobayashi Tatsuo、Omoto Naoya、Otsuka Hajime、Tatsuishi Takuya H.
  • Journal Title: Physical Review D Volume: 97 Issue: 10
  • DOI: 10.1103/physrevd.97.106006
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Modular symmetry and non-Abelian discrete flavor symmetries in string compactification (2018)
  • Author(s): Kobayashi Tatsuo、Nagamoto Satoshi、Takada Shintaro、Tamba Shio、Tatsuishi Takuya H.
  • Journal Title: Physical Review D Volume: 97 Issue: 11
  • DOI: 10.1103/physrevd.97.116002
  • NAID: 120006523748
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Neutrino mixing from finite modular groups (2018)
  • Author(s): Kobayashi Tatsuo、Tanaka Kentaro、Tatsuishi Takuya H.
  • Journal Title: Physical Review D Volume: 98 Issue: 1
  • DOI: 10.1103/physrevd.98.016004
  • NAID: 120006534462
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Predictive neutrino mass textures with origin of flavor symmetries (2018)
  • Author(s): Kobayashi Tatsuo、Nomura Takaaki、Okada Hiroshi
  • Journal Title: Physical Review D Volume: 98 Issue: 5
  • DOI: 10.1103/physrevd.98.055025
  • NAID: 120006534464
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Quark mass matrices in magnetized orbifold models with localized Fayet-Iliopoulos terms (2018)
  • Author(s): Abe Hiroyuki、Kobayashi Tatsuo、Takada Shintaro、Tamba Shio、Tatsuishi Takuya H.
  • Journal Title: Physical Review D Volume: 98 Issue: 10
  • DOI: 10.1103/physrevd.98.106017
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Non-universal gaugino masses in the NMSSM (2018)
  • Author(s): Kawamura Junichiro、Kobayashi Tatsuo、Nagata Natsumi
  • Journal Title: Journal of High Energy Physics Volume: 1810 Issue: 10 Pages: 120-120
  • DOI: 10.1007/jhep10(2018)120
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Modular A4 invariance and neutrino mixing (2018)
  • Author(s): Kobayashi Tatsuo、Omoto Naoya、Shimizu Yusuke、Takagi Kenta、Tanimoto Morimitsu、Tatsuishi Takuya H.
  • Journal Title: Journal of High Energy Physics Volume: 2018 Issue: 11 Pages: 1-18
  • DOI: 10.1007/jhep11(2018)196
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Polyinstanton acion inflation (2017)
  • Author(s): T.Kobayashi, S.Uemura, and J.Yamamoto
  • Journal Title: Phys. Rev. Volume: D96 Issue: 2
  • DOI: 10.1103/physrevd.96.026007
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Supersymmetry preserving and breaking degenerate vacua, and radiative moduli stabilization (2017)
  • Author(s): Kobayashi Tatsuo、Omoto Naoya、Otsuka Hajime、Tatsuishi Takuya H.
  • Journal Title: Physical Review D Volume: 96 Issue: 4
  • DOI: 10.1103/physrevd.96.046004
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Realization of a spontaneous gauge and supersymmetry breaking vacuum (2017)
  • Author(s): T.Kobayashi, Y.Omura, O.Seto, and K.Ueda
  • Journal Title: JHEP Volume: 11 Issue: 11 Pages: 073-073
  • DOI: 10.1007/jhep11(2017)073
  • NAID: 120006370607
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A viable D-term hybrid inflation model (2017)
  • Author(s): K.Kadota、T.Kobayashi、K.Sumita
  • Journal Title: JCAP Volume: 11 Issue: 11 Pages: 033-033
  • DOI: 10.1088/1475-7516/2017/11/033
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Zero-modes on orbifolds: Magnetized orbifold models by modular transformation (2017)
  • Author(s): T.Kobayashi, and S.Nagamoto
  • Journal Title: Phys. Rev. Volume: D96 Issue: 9
  • DOI: 10.1103/physrevd.96.096011
  • NAID: 120006370609
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Toward pole inflation and attractors in supergravity: Chiral matter field inflation (2017)
  • Author(s): T.Kobayashi 、O.Seto 、T.H.Tatsuishi
  • Journal Title: PTEP Volume: 2017 Issue: 12
  • DOI: 10.1093/ptep/ptx166
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Flavor and modular symmetries from string compactification (2019)
  • Author(s): 小林達夫
  • Organizer: Non-Abelain discrete flavor symmetries and related topics
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Flavor and modular symmetries from string compactification (2019)
  • Author(s): 小林達夫
  • Organizer: the 2nd workshop on Phenomenology for Particle and Anti-particle 2019
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] String phenomenology and cosmology (2018)
  • Author(s): 小林達夫
  • Organizer: the first NRF-JSPS workshop in particle physics, cosmology, and gravitation
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Flavor modular symmetry (2018)
  • Author(s): 小林達夫
  • Organizer: KEK theory workshop2018
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Flavor modular symmetry (2018)
  • Author(s): 小林達夫
  • Organizer: the 2nd Korea-Japan bilateral workshop on String Axion Cosmology
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Moduli phenomenology and cosmology (2017)
  • Author(s): 小林達夫
  • Organizer: Exceptional Groups as Symmetries of Nature '17
  • Invited
• [Presentation] Towards realistic string models and moduli stabilization (2017)
  • Author(s): Tatsuo Kobayashi
  • Organizer: The KMI workshp "GUTs"
  • Int'l Joint Research / Invited