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コライダーでの標準理論を超える新物理の検証と暗黒物質及びレプトジェネシスの探究

研究課題

研究課題/領域番号 18F18321
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
審査区分 小区分15010:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する理論
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 DAS ARINDAM  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) 2018-11-09 – 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: 600千円 (直接経費: 600千円)
2019年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2018年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
キーワード素粒子理論 / ニュートリノ質量模型 / 暗黒物質 / ニュートリノ / 加速器物理 / ヒッグス粒子 / ニュートリノ質量 / レプトン数の破れ / 標準理論を超える新模型
研究実績の概要

本研究では、素粒子標準理論では説明ができない残された大きな問題の一つであるニュートリノ振動の問題を検討する。
この問題はニュートリノ微小質量の生成機構を持つ新理論を考案する問題に帰着する。本研究では、ニュートリノ振動問題と同時に、暗黒物質やバリオン数生成を説明する物理模型を探究し、候補の模型を現行及び将来実験で検証する研究を行う。

最終年度の2020年度は、前年度に引き続いて331模型に関する研究を完了した。この論文は2020年9月にアメリカの論文雑誌フィジカルレビュー誌から出版された。ついで、右巻きニュートリノの崩壊現象に関する先行研究を取り調べ、ついでレプトンとの随伴生成や、U(1)X模型等の新物理モデルに現れるゲージ粒子Z'が媒介する右巻きニュートリノの対生成過程の断面積等を計算した。LHCなどのハドロンコライダーにおけるレプトンとの随伴生成から始め、その後で国際リニアコライダー等を用いたZ'粒子からの右巻きニュートリノの生成と崩壊現象を通じた検証可能性を検討した。このモデルでは、ニュートリノ質量は通常のシーソー機構によって説明される。また、理論に含まれるディラックタイプの質量を持つフェルミオン粒子がU(1)X対称性の量子数によって安定に存在し得る為、暗黒物質候補になり得ることを発見した。そこで、理論に現れる新しいゲージボソンのL H C実験における探索から来る制限と、暗黒物質の現在の宇宙残存量のデータ等を用いて、この模型の許されるパラメータ領域を理論計算と数値解析によって明らかにした。これらの成果は、新しい論文として2020年11月に完成し、現在欧州の論文雑誌に投稿中である。本特別研究員は、大阪大学に滞在した2年あまりの期間に、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(2020年は概ねオンライン会議)を行った。

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

    (36件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (9件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 10件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 13件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] バレンシア大学(スペイン)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Andres Bello Natl. Univeristy(チリ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] イリノイ大学/アラバマ大学(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] 国立台湾大学/ (その他の国・地域(台湾))

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] インド科学教育研究研究所(インド)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Alabama(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Korea Institute for Advanced Study(韓国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] National Taiwan University(その他の国・地域)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Illinois(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Looking for minimal inverse seesaw scenarios at the LHC with jet substructure techniques2020

    • 著者名/発表者名
      Bhardwaj, Akanksha and Das, Arindam and Konar, Partha and Thalapillil, Arun
    • 雑誌名

      https://iopscience.iop.org/journal/0954-3899

      巻: 47 号: 7 ページ: 075002-075002

    • DOI

      10.1088/1361-6471/ab7769

    • 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] Radiative generation of neutrino masses in a 3-3-1 type model2020

    • 著者名/発表者名
      Das Arindam、Enomoto Kazuki、Kanemura Shinya、Yagyu Kei
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 101 号: 9 ページ: 095007-095007

    • DOI

      10.1103/physrevd.101.095007

    • 関連する報告書
      2020 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] Testing triplet fermions at the electron-positron and electron-proton colliders using fat jet signatures2020

    • 著者名/発表者名
      Arindam Das, Sanjoy Mandal, and Tanmoy Modak
    • 雑誌名

      Phys. Rev. D

      巻: 102 号: 3 ページ: 033001-033001

    • DOI

      10.1103/physrevd.102.033001

    • 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] Neutrino charge constraints from scattering to the weak gravity conjecture to neutron stars2020

    • 著者名/発表者名
      Arindam Das, Diptimoy Ghosh, Carlo Giunti, and Arun Thalapillil
    • 雑誌名

      Phys. Rev. D

      巻: 102 号: 11 ページ: 115009-115009

    • DOI

      10.1103/physrevd.102.115009

    • 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] Constraining a general U ( 1 ) ′ inverse seesaw model from vacuum stability, dark matter, and collider2020

    • 著者名/発表者名
      Arindam Das, Srubabati Goswami, Vishnudath K. N., and Takaaki Nomura
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 101 号: 5 ページ: 055026-055026

    • DOI

      10.1103/physrevd.101.055026

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Measuring the heavy neutrino oscillations in rare W boson decays at the Large Hadron Collider2020

    • 著者名/発表者名
      G. Cvetic, A. Das, S. Tapia and J. Zamora-Saa
    • 雑誌名

      Journal of Physics G

      巻: 47 号: 1 ページ: 015001-015001

    • DOI

      10.1088/1361-6471/ab4ee8

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Probing the seesaw mechanism at the 250 GeV ILC2019

    • 著者名/発表者名
      A. Das, N. Okada, S. Okada and D. Raut
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 797 ページ: 134849-134849

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2019.134849

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Long-lived TeV-scale right-handed neutrino production at the LHC in gauged U(1)X model2019

    • 著者名/発表者名
      A. Das, P. B. Dev and N. Okada
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 799 ページ: 135052-135052

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2019.135052

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Displaced heavy neutrinos from Z′ decays at the LHC,2019

    • 著者名/発表者名
      C. W. Chiang, G. Cottin, A. Das and S. Mandal,
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 12 号: 12 ページ: 070-070

    • DOI

      10.1007/jhep12(2019)070

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Sensitivity of Lepton Number Violating Meson Decays in Different Experiments2019

    • 著者名/発表者名
      E. J. Chun, A. Das, S. Mandal, M. Mitra and N. Sinha
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 100 号: 9 ページ: 095022-095022

    • DOI

      10.1103/physrevd.100.095022

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Searching for flavored gauge bosons2019

    • 著者名/発表者名
      Chun Eung Jin、Das Arindam、Kim Jinsu、Kim Jongkuk
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2019 号: 2 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1007/jhep02(2019)093

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Probing right handed neutrinos at the LHeC and lepton colliders using fat jet signatures2019

    • 著者名/発表者名
      Das Arindam、Jana Sudip、Mandal Sanjoy、Nandi S.
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 99 号: 5 ページ: 1-23

    • DOI

      10.1103/physrevd.99.055030

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] New physics search through the heavy neutrinos at the linear collider2020

    • 著者名/発表者名
      Arindam Das
    • 学会等名
      International Linear Detector working group (Webinar), November 14, 2020.
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Testing neutrino mass generation mechanism at the future colliders2020

    • 著者名/発表者名
      Arindam Das
    • 学会等名
      4th FCC Physics and Experiments workshop (Webinar), November 11, 2020.
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Probing heavy neutral leptons at the electron positron collider2020

    • 著者名/発表者名
      Arindam Das
    • 学会等名
      Searches for Long-Lived Particles, Long-Lived Particle at Future Circular Colliders-ee (Webinar), October 28, 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] New physics search at the electron positron collider2020

    • 著者名/発表者名
      Arindam Das
    • 学会等名
      ILC Summer camp (Webinar), September 23, 2020, Osaka University
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Current and future aspects of heavy fermion searches2020

    • 著者名/発表者名
      Arindam Das
    • 学会等名
      Anomalies 2020 (Webinar), September 13, 2020 , IIT Hyderabad
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Testing neutrino mass generation mechanism at the electron positron collider2020

    • 著者名/発表者名
      Arindam Das
    • 学会等名
      Snowmass Joint BSM Session (July~7) (Webinar), The Energy Frontier is hosting preparatory joint Topical Group sessions on July 7 and July 8, 2020.
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Long-lived heavy neutrino searches at the colliders2020

    • 著者名/発表者名
      Arindam Das
    • 学会等名
      PHENO 2020 (Webinar), University of Pittsburgh, 4th May, 2020.
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Searching for the BSM scenarios from heavy resonance at the international linear collider2019

    • 著者名/発表者名
      Arindam Das
    • 学会等名
      30th October, LCWS2019, Sendai, Japan
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Searching for the BSM scenarios from heavy resonance at the international linear collider2019

    • 著者名/発表者名
      Arindam Das
    • 学会等名
      4th September, 2019, ILC Summer Camp, Itako, 3-6 September, 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Searching for Higgs from the heavy resonance under the general U(1)X scenario2019

    • 著者名/発表者名
      Arindam Das
    • 学会等名
      23rd May, SUSY 2019, Corpus Christi, Texas, USA
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Jet substructure shedding light on heavy Majorana neutrinos at the colliders2019

    • 著者名/発表者名
      Arindam Das
    • 学会等名
      21st May, SUSY 2019, Corpus Christi, Texas
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Searching for Higgs from the heavy resonance under the general U(1)X scenario2019

    • 著者名/発表者名
      Arindam Das
    • 学会等名
      12th May, 2019, New Higgs Working Group Meeting, Osaka University
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Testing right handed neutrinos at the linear collider,2019

    • 著者名/発表者名
      Arindam Das
    • 学会等名
      9th April, 2019,`Prospects of Neutrinos', Kavli- IPMU
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Probing neutral BSM gauge boson from Higgs at the colliders2019

    • 著者名/発表者名
      Arindam Das
    • 学会等名
      Higgs as a Probe of New Physics 2019 (HPNP2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Constraining right handed neutrinos from the Higgs2018

    • 著者名/発表者名
      Arindam Das
    • 学会等名
      Higgs Couplings 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-11-12   更新日: 2024-03-26  

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