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ヒッグス結合定数の高精度計算と将来精密実験による標準理論を超えた新物理学の探求

研究課題

研究課題/領域番号 18F18022
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理(理論)
研究機関大阪大学

研究代表者

兼村 晋哉  大阪大学, 理学研究科, 教授 (10362609)

研究分担者 BRAATHEN JOHANNES ALF  大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2018-10-12 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2020年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2019年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2018年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
キーワードヒッグス粒子 / 拡張ヒッグス模型 / ヒッグス高精度計算 / 精密理論計算 / 輻射補正 / ヒッグスポテンシャル / ヒッグス粒子の物理 / 量子補正
研究実績の概要

本研究では拡張ヒッグス模型で結合定数に対する2ループレベルの精密計算等を行う事により、将来実験を用いて電弱対称性破れの機構を解明するとともに標準理論を超えた新物理を探求する。ヒッグス粒子は発見されたが対称性の破れの根幹のヒッグスポテンシャルは未検証である。その構造と性質は新物理と密接に関連する。例えば電弱バリオン数生成シナリオでは強い一次的相転移が要求される為拡張ヒッグス模型が必要になるが、一次相転移が実現する場合には数10%の1ループ補正がヒッグス自己結合(3点結合)に現れるので、将来加速器で検証できると期待される。本研究は世界で初めて拡張ヒッグス模型の3点結合を2ループで計算する。重力波による1次相転移の検証可能性等も研究し、多角的にヒッグスポテンシャルに迫るタイムリーで重要な研究である。ニュートリノ質量や暗黒物質を同時説明する新模型を各種実験により絞り込む研究も行う。

2020年度は、新しく古典的スケール不変性を持つ拡張スカラー模型(NスカラーCSI模型とヒッグス2重項が2個含まれるCSIモデル)を研究を修士課程2年生の下田誠氏との3人の共同研究として実施した。2015年に受け入れ研究者が研究したC S Iモデルに関する1ループ計算の研究を精査し、ついで2ループレベルの摂動計算に進んだ。古典的スケール不変性に基づく理論では、自己結合に対する1ループ補正は模型の詳細によらず66%程度の補正となることが知られていたが、我々の今回の研究によって、2ループレベルの補正によって模型の詳細によるユニバーサリティからのずれが発生し、そのずれが20-30%になることを示した。成果は論文として出版し、世界各地で開催された国際会議やセミナー等で多数の研究発表をおこなった。

現在までの達成度 (段落)

令和2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

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 9件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Two-loop analysis of classically scale-invariant models with extended Higgs sectors2021

    • 著者名/発表者名
      Braathen, Johannes and Kanemura, Shinya and Shimoda, Makoto
    • 雑誌名

      JHEP

      巻: 3 号: 3 ページ: 297-297

    • DOI

      10.1007/jhep03(2021)297

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] On two-loop corrections to the Higgs trilinear coupling in models with ex- tended scalar sectors2019

    • 著者名/発表者名
      Johannes Braathen, Shinya Kanemura
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 796 ページ: 38-46

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2019.07.021

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Leading two-loop corrections to the Higgs boson self-couplings in models with extended scalar sectors2019

    • 著者名/発表者名
      Johannes Braathen, Shinya Kanemura
    • 雑誌名

      European Physical Journal C

      巻: 80 号: 3 ページ: 227-227

    • DOI

      10.1140/epjc/s10052-020-7723-2

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Two-loop corrections to the Higgs trilinear coupling in models with extended scalar sectors2020

    • 著者名/発表者名
      Johanns Braathen
    • 学会等名
      International Conference on High-Energy Physics (ICHEP) 2020. Prague, Czech Republic (organised remotely due to Covid-19 pandemic), July 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Two-loop corrections to the Higgs trilinear coupling in models with extended scalar sectors2020

    • 著者名/発表者名
      Johannes Braathen
    • 学会等名
      KEK-PH 2020 workshop. Tsukuba, Japan, February 2020.
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On two-loop corrections to the Higgs trilinear coupling in models with extended scalar sectors2019

    • 著者名/発表者名
      Johannes Braathen
    • 学会等名
      New Higgs Working Group 25 workshop. Osaka, Japan, May 2019.
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Two-loop corrections to the Higgs trilinear coupling in models with extended scalar sectors2019

    • 著者名/発表者名
      Johannes Braathen
    • 学会等名
      SUSY 2019 conference. Corpus Christi, Texas, United States, May 2019.
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On two-loop corrections to the Higgs trilinear coupling in models with extended scalar sectors2019

    • 著者名/発表者名
      Johannes Braathen
    • 学会等名
      Scalars 2019 conference. Warsaw, Poland, September 2019.
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On two-loop corrections to the Higgs trilinear coupling in models with extended scalar sectors2019

    • 著者名/発表者名
      Johannes Braathen
    • 学会等名
      KIT-NEP'19 workshop. Karlsruhe, Germany, October 2019.
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Two-loop corrections to the Higgs trilinear coupling in models with extended scalar sectors2019

    • 著者名/発表者名
      Johannes Braathen
    • 学会等名
      Linear Collider Workshop (LCWS) 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Two-loop corrections to the Higgs trilinear coupling in models with extended scalar sectors2019

    • 著者名/発表者名
      Johannes Braathen
    • 学会等名
      International Workshop on Theoretical Particle Physics 2019/Osaka HET Camp. Shirahama, Wakayama Prefecture, Japan, November 2019.
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Two-loop corrections to the Higgs trilinear coupling in models with extended Higgs sectors2019

    • 著者名/発表者名
      Johannes Braathen
    • 学会等名
      4th International Workshop on “Higgs as a Probe for New Physics” (HPNP 2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Matching scalar couplings between general renormalisable theories2018

    • 著者名/発表者名
      Johannes Braathen
    • 学会等名
      Higgs Couplings 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Matching scalar couplings between general renormalisable theories2018

    • 著者名/発表者名
      Johannes Braathen
    • 学会等名
      KEK-PH Winter 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Matching renormalisable couplings between generic theories2018

    • 著者名/発表者名
      Johannes Braathen
    • 学会等名
      24th Regular Meeting of the New Higgs Working Group
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-10-15   更新日: 2024-03-26  

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