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大統一理論におけるCP対称性の破れと素粒子の世代構造の探求

研究課題

研究課題/領域番号 16J05332
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理(理論)
研究機関広島大学

研究代表者

清水 勇介  広島大学, 理学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードフレーバー対称性 / ニュートリノ物理 / 非可換離散群 / 超対称性 / 大統一理論 / フレーバー物理 / 非可換離散対称性 / ニュートリノ現象論
研究実績の概要

素粒子標準模型は、素粒子物理学の三つの基本的な力(強い力、弱い力、電磁気力)に対して、ゲージ対称性を用いて記述する理論である。近年のヒッグス粒子の発見により、素粒子標準模型は成功を収めている。しかし、素粒子標準模型では素粒子の質量階層性と世代混合について自然に説明することができない。特に、ニュートリノ振動の精密測定の実験により、ニュートリノには小さいが質量があり、大きな二つの世代混合、第一世代と第三世代の間の世代混合角の大きさが、クォークの第一世代と第二世代の世代混合角程度大きいことが判明している。クォーク・レプトンの質量の大きさと世代混合の大きさを統一的に説明することは、素粒子の起源の解明における重要な課題である。この問題を解決するため、世代に対して非可換離散対称性を用いることにより、レプトンの大きな世代混合を説明することができる。そこで、標準模型を超対称大統一理論に拡張することにより、クォーク・レプトンを統一的に扱った。
平成29年度に引き続き非可換離散対称性を用いたフレーバー模型の現象論的研究を進めた。模型を超対称大統一理論(SUSY GUT)に拡張し、クォーク・レプトンを統一的に扱い、Daya Bay、RENO、Double Chooz、T2K、NOνA等のニュートリノ振動実験や、LHC、Belle Ⅱ等の実験の新しいデータに基づき、模型の包括的かつ精密な検証を行った。具体的にはSUSY GUTのフレーバー模型が素粒子実験でどのようなシグナルを現すか、CP対称性の破れや陽子崩壊等を検討し、素粒子の世代構造を解析した。
また、3年間で得られた結果を他大学でのセミナー(北海道大学、奈良女子大学、名古屋大学)や、日本物理学会秋季大会、国際会議(FLASY 2018)に参加・研究発表した。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 2件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 14件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件) 備考 (1件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] Seoul National University(韓国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Sign of CP violating phase in quarks and leptons2019

    • 著者名/発表者名
      Shimizu Yusuke、Takagi Kenta、Takahashi Shunya、Tanimoto Morimitsu
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2019 号: 4 ページ: 1-24

    • DOI

      10.1007/jhep04(2019)074

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effective theory analysis for vector-like quark model2018

    • 著者名/発表者名
      Takuya Morozumi, Yusuke Shimizu, Shunya Takahashi, Hiroyuki Umeeda
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 4 号: 4 ページ: 1-24

    • DOI

      10.1093/ptep/pty042

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Revisiting the A4 model for leptons in light of NuFIT 3.22018

    • 著者名/発表者名
      Kang Sin Kyu、Shimizu Yusuke、Takagi Kenta、Takahashi Shunya、Tanimoto Morimitsu
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2018 号: 8 ページ: 1-20

    • DOI

      10.1093/ptep/pty080

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Modular A4 invariance and neutrino mixing2018

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Tatsuo、Omoto Naoya、Shimizu Yusuke、Takagi Kenta、Tanimoto Morimitsu、Tatsuishi Takuya H.
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2018 号: 11 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1007/jhep11(2018)196

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Finite modular subgroups for fermion mass matrices and baryon/lepton number violation2018

    • 著者名/発表者名
      Tatsuo Kobayashi, Yusuke Shimizu, Kenta Takagi, Morimitsu Tanimoto, Takuya H. Tatsuishi, Hikaru Uchida
    • 雑誌名

      arXiv

      巻: arXiv:1812.11072 ページ: 1-18

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Light flavon signals at electron-photon colliders2018

    • 著者名/発表者名
      Muramatsu Yu、Nomura Takaaki、Shimizu Yusuke、Yokoya Hiroshi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 97 号: 1 ページ: 0150031-9

    • DOI

      10.1103/physrevd.97.015003

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Phenomenological aspects of possible vacua of a neutrino flavor model2018

    • 著者名/発表者名
      T. Morozumi, H.Okane, H.Sakamoto, Y.Shimizu, K. Takagi, H.Umeeda
    • 雑誌名

      Chinese Physics C

      巻: 42 号: 2 ページ: 023102-023102

    • DOI

      10.1088/1674-1137/42/2/023102

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Neutrino CP violation and sign of baryon asymmetry in the minimal seesaw model2018

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Shimizu, Kenta Takagi, Morimitsu Tanimoto
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 778 ページ: 6-16

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2017.12.065

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Towards the minimal seesaw model via CP violation of neutrinos2017

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Shimizu, Kenta Takagi, Morimitsu Tanimoto
    • 雑誌名

      JHEP 1711 (2017) 201

      巻: 1711 号: 11 ページ: 201-228

    • DOI

      10.1007/jhep11(2017)201

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] CP violating phase from minimal texture neutrino mass matrix: Test of the phase relevant to leptogenesis2017

    • 著者名/発表者名
      Masataka Fukugita, Yuya Kaneta, Yusuke Shimizu, Morimitsu Tanimoto, Tutomu T. Yanagida
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 764 ページ: 163-166

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2016.11.024

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Occam’s razor in lepton mass matrices: The sign of the universe’s baryon asymmetry2016

    • 著者名/発表者名
      Yuya Kaneta, Yusuke Shimizu, Morimitsu Tanimoto, Tutom T. Yanagida
    • 雑誌名

      PTEP

      巻: 2016 号: 6 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1093/ptep/ptw079

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Double Froggatt-Nielsen mechanism2016

    • 著者名/発表者名
      Kenji Nishiwaki, Yusuke Shimizu, Yoshiyuki Tatsuta
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: No.8, 083B05 号: 8 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1093/ptep/ptw112

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A4×U(1)PQ model for the lepton flavor structure and the strong CP problem2016

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Nomura, Yusuke Shimizu, Toshifumi Yamada
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 1606 号: 6

    • DOI

      10.1007/jhep06(2016)125

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Edge of a cliff2016

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Shimizu, Yoshiyuki Tatsuta
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics JHEP

      巻: 1610 号: 10

    • DOI

      10.1007/jhep10(2016)040

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] NuFIT3.2におけるA4レプトン模型2018

    • 著者名/発表者名
      清水勇介
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Neutrino CP Violation and Sign of Baryon Asymmetry2018

    • 著者名/発表者名
      清水勇介
    • 学会等名
      FLASY2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CP Theory II2018

    • 著者名/発表者名
      清水 勇介
    • 学会等名
      第31回ニュートリノ研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Towards Minimal Seesaw Model via CP Violation of Neutrinos2017

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Shimizu
    • 学会等名
      Summer Institute 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Validity of Occam’s Razor Approaches2017

    • 著者名/発表者名
      清水 勇介
    • 学会等名
      瀬戸内サマーインスティチュート
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 最小シーソー模型の構築に向けて2017

    • 著者名/発表者名
      清水 勇介
    • 学会等名
      Flavor Physics Workshop 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] タウレプトンの3体崩壊からのフラボンの質量の制限2016

    • 著者名/発表者名
      清水 勇介
    • 学会等名
      Flavor Physics Workshop 2016
    • 発表場所
      新潟県新潟市
    • 年月日
      2016-10-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Mass limit for light flavon and collider physics2016

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Shimizu
    • 学会等名
      FLASY2016
    • 発表場所
      バルパライソ(チリ)
    • 年月日
      2016-09-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Flavonの質量の制限と現象論2016

    • 著者名/発表者名
      清水 勇介
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      宮崎大学
    • 年月日
      2016-09-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Flavonの質量の制限とコライダー物理2016

    • 著者名/発表者名
      清水 勇介
    • 学会等名
      素粒子物理学の進展2016
    • 発表場所
      京都大学基礎物理学研究所
    • 年月日
      2016-09-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Minimal Texture of the neutrino mass matrix and CP violation2016

    • 著者名/発表者名
      清水 勇介
    • 学会等名
      SSI2016
    • 発表場所
      広島県東広島市
    • 年月日
      2016-09-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Mass limit for light flavon in neutrino flavor model2016

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Shimizu
    • 学会等名
      NuFact2016
    • 発表場所
      クイニョン(ベトナム)
    • 年月日
      2016-08-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] Phenomenology for Particle and Anti-Particle 2019

    • URL

      https://home.hiroshima-u.ac.jp/morozumi/ppapo2019.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] 2nd workshop on Phenomenology for Particle and Anti-Particle 2019 (PPAP2019)2019

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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