CPとT対称性の破れとフレーバーの物理

• 研究課題/領域番号: 08044089
• 研究種目: 国際学術研究
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 共同研究
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 牟田 泰三 広島大学, 理学部, 教授 (80025353)
• 研究分担者: 大野木 哲也 広島大学, 理学部, 助手 (70211802) ; 小平 治郎 広島大学, 理学部, 助教授 (40127080) ; 両角 卓也 広島大学, 理学部, 講師 (20253049) ; 林 青司 神戸大学, 理学部, 教授 (80201870) ; REBELO M. N. リスボン工科大学, 物理学科, 助教授 ; BRANCO G. C. リスボン工科大学, 物理学科, 正教授 ; 谷本 盛光 愛媛大学, 理学部, 教授 (90108366) ; M.N Rebolo AvRovisco Paris, Professor ; G.C Branco AvRovisco Paris, Professor ; REBELO M.N. リスボン工科大学, 物理学科, 助教授 ; BRANCO G.C. リスボン工科大学, 物理学科, 正教授
• 研究期間 (年度): 1996 – 1997
• 研究課題ステータス: 完了 (1997年度)
• 配分額: 7,500千円 (直接経費: 7,500千円); 1997年度: 4,600千円 (直接経費: 4,600千円); 1996年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
• キーワード: クォーク / レプトン / 質量の起源 / CP対称性の破れ / Bメソン / 動的対称性の破れ / クオーク質量 / フレーバー混合 / シ-ソ-機構 / CPの破れ / トップクオーク / FCNC / 小林、益川角

研究概要

素粒子の標準模型は実験的な検証を受け、ほぼ確立したものと考えられる。しかしながら、クオーク・レプトンの質量生成機構やCP対称性の破れの起源などについては、標準模型の枠内で説明することはできない。本研究の目的は、標準模型の背後にある、より基本的な素粒子模型を探索し、それを検証する実験的方法を提案することにある。この目標に向けて、次の二つの課題を設定し研究を遂行した:(1)クオークの質量生成機構、(2)CP対称性の破れの起源。
(1)クオークの質量生成機構
質量生成の機構を場の量子論に基づいて解明するために、非摂動的な方法を用いて、有限温度や重力場の下での動的カイラル対称性の破れの研究を行い、動的質量生成機構に対する解析的な結果を得た。本研究により、クォークやレプトンの質量が、宇宙初期の状態でどのようにして生成されたかを調べる手がかりが得られた。
他方、なぜトップクオークの質量だけが電弱対称性の破れのスケール(100-200GEV程度)にあり、他のクオーク・レプトンがそれよりずっと軽いのかという疑問に対して、標準模型は答えを与えていない。本研究では、Left-Right模型を用いてこの問題に取り組んだ。この模型には、シーソー機構が自然にくみこまれ、電弱対称性の破れのスケールより軽いクオーク・レプトンの質量を説明するのに適している。トップクオークの発見により、1つのクオークだけが電弱対称性の破れのスケールにあることがわかり、シーソー機構に基づくクオーク質量公式を用いる本模型は、一時顧みられなかった。本研究の結果、トップクオークに対して、シーソー機構が働かないようにすることができ、その質量を電弱対称性の破れのスケールに留まらせることができることがわかった。従って、標準模型の背後にある理論に候補として、この模型が充分考慮に値するものであることが明らかとなった。
(2)CP対称性の破れの起源
Left-Right模型を用いて、小林一益川行列がどのように導かれるかを解明した。標準模型との違いとしてこの模型では、小林一益川行列のユニタリー性はわずかであるが破れることがわかった。その結果、ツリーレベルの中性カレントが生じる。この大きさを理論的に評価し現在の実験の制限に比べて充分抑制されることも示した。ただ、近い将来稼働する予定のBファクトリーでこの模型を検証するのは、簡単ではないことがわかった。模型の検証をK中間子やニュートリノの物理にひろげて研究することは今後の課題である。

研究成果

• [文献書誌] T. Muta: "Dynamical Symmetry Breaking in Curved Spacetime"Prog. Theor. Phys. Suppl.. 127. 93-193 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T. Muta: "Finite Grand Unified Theories and Inflation"Intern. J. Mod. Phys. Vol. A. to be published. (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Y. Kiyo: "Does Leading In x Ressumation Predict the Rise of g _1 at small x?"Zeitschrift fur Physik C. C74. 631-639 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] J. Kodaira: "Renormalization of Gauge-Invariant Operators for the Structure function g_2(x, Q^2)"Progress of Theoretical Physics. 99-2,(掲載予定). (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] M. R. Ahmady et al.: "Intermediate Pseudoscaln Resonance Contributions to B→Xs γγ"Physical Review D. 57.3. 1997-2000 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] M. Aoki et al.: "Implications of Baryon Asymmetry for the Electric Dipole moment of the Neytra"Prog. Theor. Phys.. 98. 1325-1332 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] M. Aoki et al.: "Electroweak Baryogenesis from Changing Transport in the Supersymmetric Model"Prog. Theor. Phys.. 98. 1179-1191 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T. Uesugi et al.: "Baryogenesis with Vector-like Quark Model in Change transport Mechanism"Phys. Lett. 392. 389-394 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] M. Tanimoto: "Prediction on CP Violation in Long Baseline Neutrino Assilation Experiment"Prog. Theo. Phys.. 97. 901-912 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] M. Tanimoto: "Neutrino mass matrix with U(2) flavor symmetry and its test in neutrino oscillation experiments"Physical Review. D57,(印刷中). (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] M. Fukugita: "Atmospheric Neutrino Oscillation and A Phenomenological Lepton Mass Matrix"Physical Review. D57,(印刷中). (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] C. S. Lim: "Quaternionic Mass Matrices and CP-Symmetry"Modern Physics Letters. A12 No.13. 2829-2835 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] M. Bando et al.: "Predictions of m_b/m_c and m_* in an asymptotically nonfree theory"Physical Review D. 56. 1589-1597 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] B. J. Gough et al.: "The Light Quark Mass from Lattice Gauge Theory"Physical Review Letters. 79. 1622-1625 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] K-I. Ishikawa et al.: "f_B with Lattice NRQCD including 0(1/m^2) corrections"Physical Review D. 56. 7028-7038 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T. Morozumi: "The top quark mass and flavor mixing in a seesau model of quark masses"Physics Letters B. 410. 233-240 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T. Morozumi: "B → Xg, 1 ^+ 1 ^- (g=d, s) and determination of | Vtd/Vts |"Physical Review D. 56. 7240-7246 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T. Morozumi: "Power corrections in the decay rate and distributions in B → Xs, 1^+ 1^- in the standard model"Physical Review D. 55. 4105-4128 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] G. C. Branco: "Quasi degenerate Neutrino Masses with Universal strength Yukawa Couplings"Phys. Lett. B. (掲載予定). (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] G. C. Branco: "How streitive to FCNC can B^c CP asymmetries be ?"Phys. Lett. B. (掲載予定). (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] G. C. Branco: "CP violation from new quarks in the chiral limit"Nuclear Phys.. B510. 39-60 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] G. C. Branco: "New Approach to the Yukawa puzzle"Phys. Rev.. D56. 107 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T. Morozumi: "Determination of | Vtd/Vts | within the standard model"World Scientific (Proceedingsの一部として掲載予定). 5 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T.Muta: "Dynamical Symmetry Braking in Curved Space-time"Prog. Theor. Phys. Suppl. 127. 93-193 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T.Muta: "Finite Grand Unified Theories and Inflation"Intern. J. Mod. Phys. Vol. A. to be published. (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y.Kiyo: "Does leading In x Ressumation Predict the Rise of gat small x?"Zeitschrift fur Physik C. C74. 631-639 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] J.Kodaira: "Renormalization of Gauge-Invariant Operators for the Structure function gィイD22ィエD2(x,QィイD12ィエD1)"Progress of Theoretical Physics. 99-2. (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] M.R.Ahmady et al.: "Intermediate Pseudoscaln Resonance Contributions to B → Xs γ γ"Physical Review D. 57,3. 1997-2000 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] M.Aoki et al.: "Implications of Baryon Asymmetry for the Electric Dipole moment of the Neytra"Prog. Theor. Phys.. 98. 1325-1332 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] M.Aoki et al.: "Electro weak Baryogenesis from Changing Transport in the Super symmetric Model"Prog. Theor. Phys.. 98. 1179-1191 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T.Uesugi et al: "Baryogenesis with Vector-like Quark Model in Change Transport Mechanism"Phys. Lett.. 389-394 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] M.Tanimoto: "Prediction on CP Violation in long Baseline Neutrino Assilation Experiment"Prog. Theo. Phys.. 97. 901-912 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] M.Tanimoto: "Neutrino mass Matrix with U(2) flavor symmetry and its test in neutrino oscillation experiments"Physical Review. D57. (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] M.Fukugita: "Atmospheric Neutrino Oscillation and A Phenomeno-logical Lepton Mass Matrix"Physical Review. D57. (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] C.S.Lim: "Quaternionic Mass Matrices and CP-Symmetry"Modern Physics Letters. A12-nNo.13. 2829-2835 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] M.Bando et al.: "Predictions of mィイD2bィエD2/mィイD2cィエD2 and mィイD2cィエD2 in an asymptotically nonfree theory"Physical Review D. 56. 1589-1597 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] B.J.Goughet al.: "The Light Quark Mass from Lattice Gauge Theory"Physical Review Letters. 79. 1622-1925 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] K-I.Ishikawa et al.: "fs with Lattice NRQCD including 0(1/mィイD12ィエD1) corrections"Physics Review Letters. 56. 7028-7138 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T.Morozumi: "The top quark mass and flavor mixing in a seesau model of quark masses"Physical letters B. 410. 233-240 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T.Morozumi: "B → Xg, l ィイD1+ィエD1 l ィイD1-ィエD1 (g=d, s) and determination of | Vtd/Vts |"Physical Review D. 56. 7240-7246 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T.Morozumi: "Powe corrections in the decau rate and distributions in B B → Xs, l ィイD1+ィエD1 l ィイD1-ィエD1 in the standard model"Physical Review D. 55. 4105-4128 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] G.C.Branco: "Quasi degenerate Neutrino Masses With Universal strength Yukawa Couplings"Phys. Lett.B. (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] G.C.Branco: "How streitive to FCNC can BィイD1cィエD1 CP asymmetries be?"Ohys. Lett.B. (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] G.C.Branco: "CP Violation from new quarks in the chiral limit"Nuclear Phys.. B510. 39-60 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] G.C.Branco: "New Approach to the Yukawa Puzzle"Phys. Rev.. D56. 107 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T.Morozumi: "World Scientific"Determination of[Vtd/Vts] within the standard model. (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T.Muta: "Dynamical Symmetry Breaking in Curved Spacetime" Prog.Theor.Phys.Suppl.127. 93-193 (1997)
• [文献書誌] T.Muta: "Finite Grand Unified Theories and Inflation" Intern.J.Mod.Phys.Vol.A. (to be published). (1998)
• [文献書誌] Y.Kiyo: "Does Leading In x Ressumation Predict the Rise of g_1 at small x?" Zeitschrift fur Physik C. C74. 631-639 (1997)
• [文献書誌] J.Kodaira: "Renormalization of Gauge-Invariant Operators for the Structure function g_2(x.Q^2)" Progress of Theoretical Physics. 99-2(掲載予定). (1998)
• [文献書誌] M.R.Ahmady et al.: "Intermediate Pseudoscaln Resonance Contributions to B→Xsγγ" Physical Review D. 57.3. 1997-2000 (1998)
• [文献書誌] M.Aoki et al.: "Implications of Baryon Asymmetry for the Electric Dipole moment of the Neytra" Prog.Theor.Phys.98. 1325-1332 (1997)
• [文献書誌] M.Aoki et al.: "Electroweak Baryogenesis from Changing Transport in the Supersymmetric Model" Prog.Theor.Phys.98. 1179-1191 (1997)
• [文献書誌] T.Uesugi et al.: "Baryogenesis with Vector-like Quark Model in Change transport Mechanism" Phys.Lett. 392. 389-394 (1997)
• [文献書誌] M.Tanimoto: "Prediction on CP Violation in Long Baseline Neutrino Assilation Experiment" Prog.Theo.Phys.97. 901-912 (1997)
• [文献書誌] M.Tanimoto: "Neutrino mass matrix with U (2) flavor symmetry and its test in neutrino oscillation experiments" Physical Review. D57(印刷中). (1998)
• [文献書誌] M.Fukugita: "Atmospheric Neutrino Oscillation and A Phenomenological Lepton Mass Matrix" Physical Review. D57(印刷中). (1998)
• [文献書誌] C.S.Lim: "Quaternionic Mass Matrices and CP-Symmetry" Modern Physics Letters. A12 No.13. 2829-2835 (1997)
• [文献書誌] M.Bando et al.: "Predictions of m_b/m_cand m_t in an asymptotically nonfree theory" Physical Review D. 56. 1589-1597 (1997)
• [文献書誌] B.J.Gough et al.: "The Light Quark Mass from Lattice Gauge Theory" Physical Review Letters. 79. 1622-1625 (1997)
• [文献書誌] K-I.Ishikawa et al.: "f_B with Lattice NRQCD including 0 (1/m^2) corrections" Physical Review D. 56. 7028-7038 (1997)
• [文献書誌] T.Morozumi: "The top quark mass and flavor mixing in a seesau model of quark masses" Physics Letters B. 410. 233-240 (1997)
• [文献書誌] T.Morozumi: "B→Xg,1^+1^-(g=d、s) and determination of |Vtd/Vts|" Physical Review D. 56. 7240-7246 (1997)
• [文献書誌] T.Morozumi: "Power corrections in the decay rate and distributions in B→Xs,1^+1^- in the standard model" Physical Review D. 55. 4105-4128 (1997)
• [文献書誌] G.C.Branco: "Quasi degenerate Neutrino Masses with Universal strength Yukawa Couplings" Phys.Lett.B. (掲載予定). (1998)
• [文献書誌] G.C.Branco: "How streitive to FCNC can B^c CP asymmetries be?" Phys.Lett.B. (掲載予定). (1998)
• [文献書誌] G.C.Branco: "CP violation from new quarks in the chiral limit" Nuclear Phys.B510. 39-60 (1998)
• [文献書誌] G.C.Branco: "New Approach to the Yukawa puzzle" Phys.Rev.D56. 107 (1997)
• [文献書誌] T.Morozumi: "Determination of |Vtd/Vts| within the standard model" World Scientific (Proceedingsの一部として掲載予定), 5 (1998)
• [文献書誌] T.Inagaki: "Exact Solution of the Equation for Spinor Two-Point Functions in Einstein Universe" Prog.Theor.Phys.96・4. 847-852 (1996)
• [文献書誌] T.Inagaki: "Curvature Induced Dynamical Symmetry Restoration in Einstein Universee (R【cross product】S^D" Mod.Phys.Lett.A. 11.11. 939-948 (1996)
• [文献書誌] X.-H.Guo: "B-S Equation Analysis of Heary Baryon Decays" Mod.Phys.Lett.A. 11.18. 1523-1528 (1996)
• [文献書誌] X.-H.Guo: "Isgur-Wise Function for ∧_b→∧_c in the BS Approach" Phys.Rev.D. 54.7. 4629-4634 (1996)
• [文献書誌] T.Inami: "Non-decoupling effects of heavy particles in triple gauge boson vertices" Phys.Lett.B. 381.4. 458-464 (1996)
• [文献書誌] A.Ali: "Power Corrections in the dacay rate and distributions in B→Xsl^+1^- in the standard model" Physical Review D. 55(in press). (1997)
• [文献書誌] B.Gough: "Effects of Improvement : F(PI) and M(Q)" Nuclear Physics B,Proceeding Supplement. 47. 333-335 (1996)
• [文献書誌] T.Onogi: "The Light Quark Masses from Lattice Gauge Theory" Nuclear Physics B,Proceeding Supplement. (in press).
• [文献書誌] H.Kawamura: "Renormalization of Twist-4b Operators in QCD Bjorken and Ellis-Jaffe Sum Rules" Modern Physics Letters A. (in press).
• [文献書誌] J.Kodaira: "QCD Corrections to the Nucleon's Spin Structure Functiono g_2(x,Q^2)" Physics Letters B. 387・4. 855-860 (1996)
• [文献書誌] W.Grimus: "Automorphisms in Gauge Theories and the Definition of CP and P" Physics Reports. (in press).
• [文献書誌] G.C.Branco: "Relating the scalar flavour-changing neutral couplinjgs to the CKM matrix" Phys.Lett.B. 380・12. 119-126 (1996)
• [文献書誌] G.C.Branco: "CP-violating abservables in tagged D^0/D^0 decays" Phys.Lett.B. 372.3,4. 311-316 (1996)
• [文献書誌] G.C.Branco: "Rb and Rc Crisis and New Physics" Physical Reveiw D. 54・3. 2114-2117 (1996)