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ヒッグス粒子で探る新しい物理

研究課題

研究課題/領域番号 17K05415
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
研究機関島根大学

研究代表者

波場 直之  島根大学, 学術研究院理工学系, 教授 (00293803)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワードヒッグス / 標準模型を超える物理 / ヒッグス粒子 / 余剰次元理論 / 大統一理論 / レプトンフレーバー / ニュートリノ / 異常磁気能率 / 陽子崩壊 / 相転移 / LR symmetric模型 / Dメソンの崩壊 / CPの破れ / 標準模型を超える新物理 / パリティの自発的破れ / SU(2)Rゲージボソン / ε'/εの実験値と理論値のずれ / LR模型 / 新しいヒッグス粒子 / 実験での検出可能性 / ヒッグス自己相互作用 / ダークマター / ナチュラルネス問題 / multiple-point principle
研究成果の概要

ヒッグス粒子質量の値を手がかりにBSMを探究した。①ヒッグスポテンシャルがプランクスケールまで安定であるためには新粒子の導入が必要であることから、Left-Right対称模型やGUTを考え、新たなCPの破れや、相転移で生じる重力波の解析、陽子崩壊やレプトンフレーバー混合の予言をした。②古典的スケール不変性を持つ理論で、新しい強結合ゲージ理論からヒッグスポテンシャルが生じる模型を構築し、新粒子を予言した。③ヒッグス4点結合が消滅するスケールでSMが新しい理論に置き換わる可能性として、このスケールを余剰次元コンパクト化スケールとするゲージ・ヒッグス統合模型を構築し、新粒子の予言をした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

将来実験でBSMのシグナルが発見された場合それがSMの謎の解決にどう結びつくか示した。例えば、K中間子崩壊のdirect CP violationの理論計算の進展や中性子電気双極子能率の探索によりBSMのシグナルが検知された場合、パリティの破れの起源に迫れることや、陽子崩壊観測やニュートリノ振動の精密測定から、どのようなGUTが電荷の量子化とニュートリノ微小質量を実現しているかヒントが得られることを示した。また、概要②,③の研究で予言された新粒子が発見された場合、ヒッグスポテンシャルの起源として「古典的スケール不変性+強結合ダイナミクス」や、余剰次元理論といった可能性が示唆されることも示した。

報告書

(6件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (55件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (19件) (うち国際共著 2件、 査読あり 19件、 オープンアクセス 13件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (30件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] アラバマ大学/カンザス大学(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] アラバマ大学(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Alabama(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] アラバマ大学(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ダラム大学(英国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Moderately suppressed dimension-five proton decay in a flipped SU(5) model2022

    • 著者名/発表者名
      Haba Naoyuki、Yamada Toshifumi
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2022 号: 1

    • DOI

      10.1007/jhep01(2022)061

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Are low-energy data already hinting at five dimensions?2022

    • 著者名/発表者名
      Haba Naoyuki、Okada Nobuchika、Yamada Toshifumi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 105 号: 1

    • DOI

      10.1103/physrevd.105.015018

    • 関連する報告書
      2021 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] Renormalizable SO (10) grand unified theory with suppressed dimension-5 proton decays2020

    • 著者名/発表者名
      Haba Naoyuki、Mimura Yukihiro、Yamada Toshifumi
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2021 号: 2 ページ: 1-28

    • DOI

      10.1093/ptep/ptaa186

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Charged lepton flavor violating processes in neutrinophilic Higgs + seesaw model2020

    • 著者名/発表者名
      Haba Naoyuki、Omija Tsuneharu、Yamada Toshifumi
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2020 号: 7 ページ: 1-22

    • DOI

      10.1093/ptep/ptaa089

    • NAID

      120006975576

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Enhanced $\Gamma(p\to K^0\mu^+)/\Gamma(p\to K^+\bar{\nu}_\mu)$ as a signature of minimal renormalizable SUSY SO (10) GUT2020

    • 著者名/発表者名
      Haba Naoyuki、Mimura Yukihiro、Yamada Toshifumi
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2020 号: 9 ページ: 1-20

    • DOI

      10.1093/ptep/ptaa097

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Muon and electron g-2 and the origin of the fermion mass hierarchy2020

    • 著者名/発表者名
      Haba Naoyuki、Shimizu Yasuhiro、Yamada Toshifumi
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2020 号: 9 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1093/ptep/ptaa098

    • NAID

      120006975577

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] On theta_{23} Octant Measurement in 3+1 Neutrino Oscillations in T2HKK2020

    • 著者名/発表者名
      Haba, Naoyuki, Mimura, Yukihiro, Yamada, Toshifumi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gravitational Waves from Phase Transition in Minimal SUSY U(1)_{B-L} Model2020

    • 著者名/発表者名
      Haba, Naoyuki, Yamada, Toshifumi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: -

    • NAID

      120006975584

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detectable dimension-6 proton decay in SUSY SO(10) GUT at Hyper-Kamiokande2019

    • 著者名/発表者名
      Haba Naoyuki、Mimura Yukihiro、Yamada Toshifumi
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2019 号: 7 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1007/jhep07(2019)155

    • NAID

      130008153609

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Proton lifetime upper bound in non-SUSY SU(5) GUT2019

    • 著者名/発表者名
      Haba Naoyuki、Mimura Yukihiro、Yamada Toshifumi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 99 号: 7 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1103/physrevd.99.075018

    • NAID

      130008153598

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sneutrinos as mixed inflaton and curvaton2018

    • 著者名/発表者名
      Haba Naoyuki、Takahashi Tomo、Yamada Toshifumi
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 2018 号: 06 ページ: 11-11

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2018/06/011

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Direct CP violation in Cabibbo-favored charmed meson decays and ε′/ε in SU(2)L × SU(2)R × U(1)B-L model2018

    • 著者名/発表者名
      Haba Naoyuki、Umeeda Hiroyuki、Yamada Toshifumi
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2018 号: 10

    • DOI

      10.1007/jhep10(2018)006

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Semialigned two Higgs doublet model2018

    • 著者名/発表者名
      Haba Naoyuki、Umeeda Hiroyuki、Yamada Toshifumi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 97 号: 3 ページ: 55018-55018

    • DOI

      10.1103/physrevd.97.035004

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Prediction on neutrino Dirac and Majorana phases and absolute mass scale from the CKM matrix2018

    • 著者名/発表者名
      Haba Naoyuki、Yamada Toshifumi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 97 号: 5

    • DOI

      10.1103/physrevd.97.055018

    • NAID

      130007736893

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] epsilon'/epsilon Anomaly and Neutron EDM in SU(2)L x SU(2)R x U(1)(B-L) model with Charge Symmetry2018

    • 著者名/発表者名
      Haba Naoyuki、Umeeda Hiroyuki、Yamada Toshifumi
    • 雑誌名

      JHEP

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multiple-point principle with a scalar singlet extension of the Standard Model2017

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki Haba, Hiroyuki Ishida, Nobuchika Okada, Yuya Yamaguchi
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2017_01_013B03 号: 1 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1093/ptep/ptw186

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Strong dynamics in a classically scale invariant extension of the standard model with a flat potential2017

    • 著者名/発表者名
      Haba Naoyuki、Yamada Toshifumi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 95 号: 11 ページ: 1-22

    • DOI

      10.1103/physrevd.95.115016

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multiple-point principle realized with strong dynamics2017

    • 著者名/発表者名
      Haba Naoyuki、Yamada Toshifumi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 95 号: 11 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1103/physrevd.95.115015

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heavy neutrino mixing in the T2HK, the T2HKK and an extension of the T2HK with a detector at Oki Islands2017

    • 著者名/発表者名
      Abe Yugo、Asano Yusuke、Haba Naoyuki、Yamada Toshifumi
    • 雑誌名

      The European Physical Journal C

      巻: 77 号: 12

    • DOI

      10.1140/epjc/s10052-017-5294-7

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 超対称SO(10)大統一模型におけるフェルミオン質量階層性2021

    • 著者名/発表者名
      波場直之, 清水康弘, 山田敏史
    • 学会等名
      2021年日本物理学会春季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Conditions for detectable heavy neutrinos2021

    • 著者名/発表者名
      波場直之, 萩原薫, 山田敏史, Ya-Juan Zheng
    • 学会等名
      2021年日本物理学会春季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Lepton flavor violation in renormalizable SUSY SO(10) GUT2021

    • 著者名/発表者名
      波場直之, 清水康弘, 山田敏史
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Pseudo-Dirac Neutrinos at the LHC2021

    • 著者名/発表者名
      山田敏史, 波場直之, 萩原薫, Ya-Juan Zheng
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Neutrinophilic Higgs+Seesaw modelにおける, Charged Lepton Flavor Violating processes の将来的な観測可能性2020

    • 著者名/発表者名
      大見謝恒春, 波場直之, 山田敏史
    • 学会等名
      日本物理学会2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Reconsider anarchy of O(1) coefficients in Quark/Lepton Mass Matrices2020

    • 著者名/発表者名
      波場直之, 清水康弘, 山田敏史
    • 学会等名
      日本物理学会2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Reconsider fermion mass anarchy in SU(5) GUT2020

    • 著者名/発表者名
      波場直之, 清水康弘, 山田敏史
    • 学会等名
      日本物理学会2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Muon and Electron g - 2 and charged lepton mass Hierarchy2020

    • 著者名/発表者名
      波場直之, 清水康弘, 山田敏史
    • 学会等名
      日本物理学会2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Compactification scale and the mass of vector-like fermions from the gauge-Higgs conditions2020

    • 著者名/発表者名
      山田敏史, 波場直之, 岡田宣親
    • 学会等名
      日本物理学会2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Gravitational waves from a phase transition in the minimal SUSY U(1)B-L model2020

    • 著者名/発表者名
      山田敏史, 波場直之
    • 学会等名
      日本物理学会2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] θ23 octant measurement in 3+1 neutrino oscillations in T2HKK2020

    • 著者名/発表者名
      山田敏史, 波場直之, 御村幸宏
    • 学会等名
      日本物理学会2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] マヨラナ質量を含む一般的なneutrinophilic two-Higgs-doublet modelへの, Lepton Fla vor Violationからの制限2020

    • 著者名/発表者名
      波場直之, 大見謝恒春, 山田敏史
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Muon and Electron g - 2 and the Origin of Flavor Hierarchy2020

    • 著者名/発表者名
      波場直之, 清水康弘, 山田敏史
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Gravitational waves from a phase transition in a SUSY left-right model2020

    • 著者名/発表者名
      波場直之, 山田敏史
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Dimension-five-friendly Yukawa couplings in SO(10) GUT2019

    • 著者名/発表者名
      波場直之, 御村幸宏, 山田敏史
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Proton Lifetime Upper Bound in Non-SUSY SU(5) GUT2019

    • 著者名/発表者名
      波場直之, 御村幸宏, 山田敏史
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Detectable dimension-6 proton decay in SUSY SO(10) GUT at Hyper-Kamiokand e2019

    • 著者名/発表者名
      波場直之, 御村幸宏, 山田敏史
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] p → K0 μ+ partial proton lifetime in SUSY SO(10) GUT2019

    • 著者名/発表者名
      波場直之, 御村幸宏, 山田敏史
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Gravitational waves from a phase transition in Randall-Sundrum-1 model2019

    • 著者名/発表者名
      波場直之, 山田敏史
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Gravitational Waves from Inverse Electroweak Phase Transition2019

    • 著者名/発表者名
      波場直之, 山田敏史
    • 学会等名
      日本物理学会2019年年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Proton decay prediction from a gauge-Higgs unification scenario in five dimensions2018

    • 著者名/発表者名
      波場直之, 岡田宣親, 山田敏史
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Neutron EDM and ε'/ε in SU(2)L × SU(2)R × U(1)B-L model with charge symmetry2018

    • 著者名/発表者名
      波場直之, 梅枝宏之, 山田敏史
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
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      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Prediction on neutrino Dirac and Majorana phases and absolute mass scale from the CKM Matrix2018

    • 著者名/発表者名
      波場直之, 山田敏史
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] CKM phenomenology in the presence of flavor changing neutral Higgs2018

    • 著者名/発表者名
      波場直之, 梅枝宏之, 山田敏史
    • 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] Well-tempered Bino-Wino dark matter and proton decay2018

    • 著者名/発表者名
      山田敏史, 波場直之, 岡田宣親
    • 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] Heavy neutrino mixing in the T2HK, T2HKK, and an extension of the T2HK with an Oki detector2018

    • 著者名/発表者名
      朝野佑亮, 阿部裕悟, 波場直之, 山田敏史
    • 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] Model of a sneutrino inflaton and a sneutrino curvaton2017

    • 著者名/発表者名
      山田敏史, 波場直之, 高橋智
    • 学会等名
      日本物理学会2017年春季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Researching atmospheric tau neutrinos with LArTPC2017

    • 著者名/発表者名
      朝野佑亮, 波場直之, 山田敏史
    • 学会等名
      日本物理学会2017年春季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Classically scale invariant extension of the Standard Model and strong dynamics2017

    • 著者名/発表者名
      山田敏史, 波場直之
    • 学会等名
      日本物理学会2017年春季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Phenomenology of neutrinophilic two Higgs doublet models2017

    • 著者名/発表者名
      山田敏史, 波場直之, Weiland Cedric
    • 学会等名
      日本物理学会2017年春季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] ヒッグス粒子で探る新しい物理

    • URL

      http://www.phys.shimane-u.ac.jp/haba_lab/kenkyuuhi07.html

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-01-30  

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