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LHCでの光子-光子衝突過程による標準模型を越える 物理の研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K05314
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関お茶の水女子大学

研究代表者

曹 基哲  お茶の水女子大学, 基幹研究院, 教授 (10323859)

研究協力者 河野 能知  
馬渡 健太郎  
速水 香奈  
米村 美紀  
阿部 祥歩  
日色 史奈  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードコライダー実験 / レプトン・フレーバーの破れ / 暗黒物質 / 大統一理論 / スピン1媒介粒子 / ダークフォトン / 前方検出器 / 超対称大統一模型 / ゲージ結合定数の統一 / 素粒子論
研究成果の概要

LHCを始めとする現在及び将来のコライダー実験における標準模型を越える物理の現象論的研究を行った。LHCでの前方検出器を用いた光子・陽子衝突過程を通じた、スピン1媒介粒子によるフェルミオン暗黒物質の生成およびその探索可能性について調べた。標準模型を越える物理を起源とするレプトン・フレーバーの破れについて、それが重い粒子の媒介で起きたときの有効理論である4体フェルミ相互作用に基づいて、将来の電子・陽電子コライダーでの探索可能性について調べた。暗黒物質の起源に関して複数の可能性を吟味し、その現象論的帰結について分析を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で示した電子・陽電子コライダー実験におけるレプトン・フレーバーの破れ(LFV)の探索可能性は、将来実験として検討されている国際リニアコライダー実験(ILC実験)で期待される新物理探索の可能性を示したものである。LFVの探索は現在進行中であるBell-II実験でも行われるが、同実験のLFV探索感度とILCを比較し、一部のLFV結合定数に対する感度はILCの方が高いことを示した。これにより、ILC実験の物理的意義の一つが明らかにされた。また、LHCで設置が検討されている前方検出器の有用性を検討する上で、本研究で行われた光子・陽子衝突過程における新物理探索は一定の意義を持つものである。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Lepton flavor violation via four-Fermi contact interactions at the International Linear Collider2019

    • 著者名/発表者名
      Cho Gi-Chol、Fukuda Yuka、Kono Takanori
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 789 ページ: 399-404

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2018.12.056

    • 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] Search for lepton flavor violation at future lepton colliders2017

    • 著者名/発表者名
      Cho Gi-Chol、Shimo Hanako
    • 雑誌名

      Modern Physics Letters A

      巻: 32 号: 24 ページ: 1750127-1750127

    • DOI

      10.1142/s0217732317501279

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Perturbative unification of gauge couplings in supersymmetric E6 models2016

    • 著者名/発表者名
      Gi-Chol Cho, Nobuhito Maru, Kaho Yotsutani
    • 雑誌名

      Modern Physics Letters A

      巻: 31 号: 22 ページ: 1650130-1650130

    • DOI

      10.1142/s0217732316501303

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Suppression of dark matter-nucelon scattering in singlet Higgs extension of the SM and its signature at collider experiments2019

    • 著者名/発表者名
      曺 基哲
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Constraints on light scalar in singlet Higgs extension of the SM at Belle-II2019

    • 著者名/発表者名
      日色史奈
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Coupling unification in an extension of the minimal dark matter model and collider signatures2019

    • 著者名/発表者名
      速水香奈
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Suppression of dark matter-nucleon scattering in singlet Higgs extension of the SM and its signature at collider experiments2019

    • 著者名/発表者名
      Sachiho Abe
    • 学会等名
      The 4th International Workshop on “Higgs as a Probe of New Physics 2019”
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Coupling unification in an extension of the minimal dark matter model and collider signatures2019

    • 著者名/発表者名
      Kana Hayami
    • 学会等名
      The 4th International Workshop on “Higgs as a Probe of New Physics 2019”
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Constraints on a light scalar in a singlet Higgs extension of the SM at Belle-II2019

    • 著者名/発表者名
      Miki Yonemura
    • 学会等名
      The 4th International Workshop on “Higgs as a Probe of New Physics 2019”
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] スカラーダークマター模型の核子散乱抑制条件と現象論的制限2018

    • 著者名/発表者名
      阿部祥歩
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 光子-陽子衝突におけるスピン1粒子を媒介とした暗黒物質の探索について2018

    • 著者名/発表者名
      米村美紀
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 拡張されたminimal dark matter modelにおけるgauge結合定数の統一2018

    • 著者名/発表者名
      速水香奈
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Lepton-flavor violation via four-Fermi contact interactions at e+e- linear collider2018

    • 著者名/発表者名
      Gi-Chol Cho
    • 学会等名
      Asian Linear Collider Workshop 2018 (ALCW 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 拡張された minimal dark matter model における gauge 結合定数の統一2018

    • 著者名/発表者名
      速水 香奈
    • 学会等名
      基研研究会「素粒子物理学の進展 2018」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] スカラーダークマター模型の核子散乱抑制条件と現象論的制限2018

    • 著者名/発表者名
      阿部 祥歩
    • 学会等名
      基研研究会「素粒子物理学の進展 2018」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 光子-陽子衝突におけるスピン 1 粒子を媒介とした暗黒物質の探索について2018

    • 著者名/発表者名
      米村 美紀
    • 学会等名
      基研研究会「素粒子物理学の進展 2018」
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Constraints on lepton-flavor violating contact interactions at e+ e- linear collider2018

    • 著者名/発表者名
      曹基哲, 福田裕香, 河野能知
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 光子 陽子衝突におけるダークフォトン生成崩壊2018

    • 著者名/発表者名
      米村美紀, 越野茉依羅, 曹基哲
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] スカラーダークマターと核子の散乱抑制機構について2018

    • 著者名/発表者名
      阿部祥歩, 曹基哲
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 電子・陽電子コライダーによるレプトン・フレーバーを破る4体フェルミ相互作用の探索2017

    • 著者名/発表者名
      福田裕香, 河野能知, 曺基哲
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Lepton flavor violation via four-Fermi contact interactions at future lepton colliders2017

    • 著者名/発表者名
      Cho, Gi-Chol
    • 学会等名
      The 7th KIAS workshop on particle physics and cosomology
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Searching for signatures of the Dark Sector in Collider Experiments2017

    • 著者名/発表者名
      Yonemura, Miki
    • 学会等名
      8th Ewha-JWU-Ochanomizu Joint Symposium 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Search for the Possibility of Grand Unification and Higgs Inflation2017

    • 著者名/発表者名
      Hayami, Kana
    • 学会等名
      8th Ewha-JWU-Ochanomizu Joint Symposium 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Lepton flavor violation via four-Fermi contact interactions at future lepton colliders2017

    • 著者名/発表者名
      曹 基哲
    • 学会等名
      大阪ワークショップ 2017「地上実験で検証可能な新物理」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Search for lepton flavor violation in an e- e- collider2016

    • 著者名/発表者名
      下華奈子
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      宮崎大学
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] スピン2の粒子を媒介とした暗黒物質模型への制限とLHCでの探索可能性について2016

    • 著者名/発表者名
      山下公子
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      宮崎大学
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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