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レプトンフレーバーを手がかりとする新物理探索

研究課題

研究課題/領域番号 18H01210
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
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
研究機関横浜国立大学 (2021-2022)
埼玉大学 (2018-2020)

研究代表者

佐藤 丈  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (60322294)

研究分担者 下村 崇  宮崎大学, 教育学部, 准教授 (00447278)
荒木 威  奥羽大学, 歯学部, 講師 (40645884)
上坂 優一  九州産業大学, 理工学部, 特任講師 (60826618)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2022年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2021年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2019年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2018年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
キーワードレプトンフレーバー / レプトン数 / 大統一理論 / ミューオン / Lμ-Lτ / レプトンフレーバ / タウ / μーτ対称性 / μーτ / ミューオン原子 / レプトン混合 / LμーLτ模型 / 超対称性 / ニュートリノ / Lμ-Lτ模型 / 長寿命粒子 / μe->ee
研究成果の概要

素粒子標準理論では厳密に保存するレプトンフレーバーあるいはレプトン数の保存・破れを手がかりとして、素粒子標準理論を超える物理学理論の構築を模索した。
現在の実験観測に見られる不整合を標準理論を拡張することで説明することを試みたり、破れの度合いを見るための新しい実験の提案を行った。また、将来実験への予言についても積極的に行った。
一方で、新しい模型の構築にも挑戦した。具体的にはLμ-Lτをゲージ化する理論を大統一理論に埋め込めるかについて検討した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

自然をより深く理解するために世界中で素粒子実験や宇宙の観測が行われており、その結果を基に素粒子標準理論の整合性やこれを超える理論の構築が行われている。この流れの中、この研究グループのメンバーもそれぞれの自然観に基づいて、理論の検証や新しい実験の提案、さらには新しい理論の構築を行ってきた。これらの行為は人類の知の地平線を広げる行為であり、地道ではあるものの、人類の総体としての知的欲求を満たす行為である。

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (56件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (16件) (うち国際共著 3件、 査読あり 16件、 オープンアクセス 14件) 学会発表 (40件) (うち国際学会 13件、 招待講演 17件)

  • [雑誌論文] Determination of coupling patterns by parallel searches for μ??→?e+ and μ??→?e? in muonic atoms2023

    • 著者名/発表者名
      Sato Joe、Sugawara Kohei、Uesaka Yuichi、Yamanaka Masato
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 836 ページ: 137617-137617

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2022.137617

    • 関連する報告書
      2022 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 violating decay at FASER2023

    • 著者名/発表者名
      Araki Takeshi、Asai Kento、Otono Hidetoshi、Shimomura Takashi、Takubo Yosuke
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2023 号: 1

    • DOI

      10.1007/jhep01(2023)145

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Aiming for unification of Lμ ? Lτ and the standard model gauge group2022

    • 著者名/発表者名
      Sato Joe
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2022 号: 7

    • DOI

      10.1007/jhep07(2022)011

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Asymmetric Mediator in Scotogenic Model2022

    • 著者名/発表者名
      K. Asai, Y. Sakai, J. Sato, Y. Takanishi, M. Yamanaka
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 836 ページ: 137627-137627

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2022.137627

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Transverse positron polarization in the polarized μ+ decay related with the muonium-to-antimuonium transition2022

    • 著者名/発表者名
      Fukuyama Takeshi、Mimura Yukihiro、Uesaka Yuichi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 105 号: 7

    • DOI

      10.1103/physrevd.105.075024

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Neutrinoless double beta decay and the muonium-to-antimuonium transition in models with a doubly charged scalar2022

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Fukuyama, Yukihiro Mimura, Yuichi Uesaka
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 106 号: 5

    • DOI

      10.1103/physrevd.106.055041

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Revisiting sterile neutrino dark matter in gauged U(1)B-L model2022

    • 著者名/発表者名
      Eijima Shintaro、Seto Osamu、Shimomura Takashi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 106 号: 10 ページ: 103513-103513

    • DOI

      10.1103/physrevd.106.103513

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Isotope dependence of muon decay in orbit2022

    • 著者名/発表者名
      Heeck Julian、Szafron Robert、Uesaka Yuichi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 105 号: 5

    • DOI

      10.1103/physrevd.105.053006

    • 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] Electron beam dump constraints on light bosons with lepton flavor violating couplings2021

    • 著者名/発表者名
      Araki Takeshi、Asai Kento、Shimomura Takashi
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2021 号: 11 ページ: 082-082

    • DOI

      10.1007/jhep11(2021)082

    • 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] Resolving the Hubble tension in a U(1)$_{L_\mu-L_\tau}$ model with the Majoron2021

    • 著者名/発表者名
      Araki Takeshi、Asai Kento、Honda Kei、Kasuya Ryuta、Sato Joe、Shimomura Takashi、Yang Masaki J S
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2021 号: 10 ページ: 103-103

    • DOI

      10.1093/ptep/ptab108

    • 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] Model identification in μ-→e-\mu^-\to e^-μ-→e- conversion with invisible boson emission using muonic atoms2020

    • 著者名/発表者名
      Uesaka Yuichi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 102 号: 9 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1103/physrevd.102.095007

    • 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
  • [雑誌論文] COMET Phase-I Technical Design Report2020

    • 著者名/発表者名
      R. Abramishvili, M. Moritsu et al. [COMET Collaboration]
    • 雑誌名

      Prog. Theor. Exp. Phys.

      巻: 2020 号: 3 ページ: 1-102

    • DOI

      10.1093/ptep/ptz125

    • 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] Low scale seesaw models for low scale U(1)Lμ-Lτ symmetry2019

    • 著者名/発表者名
      Araki Takeshi、Asai Kento、Sato Joe、Shimomura Takashi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 100 号: 9 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1103/physrevd.100.095012

    • 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] Distinguishing muon LFV effective couplings using μ+e-→e-+e-2019

    • 著者名/発表者名
      J. Sato,* Y. Uesaka, Y. Kuno, T. Sato, M. Yamanaka
    • 雑誌名

      PoS

      巻: 341 ページ: 126-126

    • DOI

      10.22323/1.341.0126

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Momentum distribution of the electron pair from the charged lepton flavor violating process μe→ee in muonic atoms with a polarized muon2019

    • 著者名/発表者名
      Kuno Yoshitaka、Sato Joe、Sato Toru、Uesaka Yuichi、Yamanaka Masato
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 100 号: 7 ページ: 075012-075012

    • DOI

      10.1103/physrevd.100.075012

    • 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] Big-bang nucleosynthesis and leptogenesis in the CMSSM2018

    • 著者名/発表者名
      M. Kubo, J. Sato, T. Shimomura, Y. Takanishi, M. Yamanaka
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 97 号: 11 ページ: 115013-115013

    • DOI

      10.1103/physrevd.97.115013

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Determination of coupling patterns by parallel searches for μ^- → e^+ and μ^- → e^- in muonic atoms2023

    • 著者名/発表者名
      Joe Sato
    • 学会等名
      Third International Workshop on the Extension Project for the J-PARC Hadron Experimental Facility (3rd J-PARC HEF-ex WS)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Determination of coupling patterns by parallel searches for μ^- → e^+ and μ^- → e^- in muonic atoms2023

    • 著者名/発表者名
      Joe Sato
    • 学会等名
      素粒子現象論研究会2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 8次元商空間を用いたCoset space dimensional reductionから得られる模型の分類2023

    • 著者名/発表者名
      須田亮介
    • 学会等名
      日本物理学会2023年春季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] U(1)Lμ - LτゲージボソンとMajoronによるHubble Tensionの解決2023

    • 著者名/発表者名
      浅野友哉
    • 学会等名
      日本物理学会2023年春季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Type-II seesaw models with modular A4 symmetry2023

    • 著者名/発表者名
      Takashi Shimomura
    • 学会等名
      Recent development of modular flavor symmetry
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Aiming for Unification of Lμ-Lτ and the standard model gauge group2022

    • 著者名/発表者名
      Joe Sato
    • 学会等名
      ICCSME2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Aiming for Unification of Lμ-Lτ and the standard model gauge group2022

    • 著者名/発表者名
      Joe
    • 学会等名
      MMQS22
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ミューオニウム-反ミューオニウム転換で探るレプトンフレーバー混合2022

    • 著者名/発表者名
      上坂優一
    • 学会等名
      Kagoshima Workshop on Paritlces, Fields, and Strings 2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Scotogenic Model におけるダークマターとバリオンの起源の追求2022

    • 著者名/発表者名
      酒井裕平
    • 学会等名
      日本物理学会2022年秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 「気がついたら益川さんの研究を追っていた。 KMとニュートリノ、BKMUとCoset Space Unification、それから・・・」2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤丈
    • 学会等名
      素粒子論のこの 50 年、そして未来 ― 益川さんを偲んで
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Electron beam dump実験によるcLFV探索2021

    • 著者名/発表者名
      荒木威
    • 学会等名
      素粒子物理学の進展2021,京都大学基礎物理研究所
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Theoretical motivations for the muonium and anti-muonium transition2021

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Uesaka
    • 学会等名
      Second Internatinal Workshoponthe Extension Project for the J-PARC Hadron Experimental Facility
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Unification of L_μ - L_τ and the standard model gauge group2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤丈
    • 学会等名
      素粒子物理学の進展2021,京都大学基礎物理研究所
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Theory Overview :CLFV at muon scale2020

    • 著者名/発表者名
      Joe Sato
    • 学会等名
      Snowmass21
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] IceCube Gap and Lmu-Ltau model2020

    • 著者名/発表者名
      Joe Sato
    • 学会等名
      the International Conference of Computational Methods in Sciences and Enginearing
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Low scale seesaw models for low scale U(1)Lμ-Lτ symmetry2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤丈
    • 学会等名
      素粒子現象論研究会2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ミューオン原子を用いた最小U(1)_{L_\mu-L_\tau}模型の検証可能性2020

    • 著者名/発表者名
      柿澤広明
    • 学会等名
      日本物理学会 2020年 秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ミューオンDecay In Orbitの精密測定による、最小U(1)X拡張標準模型の探索可能性の検証2020

    • 著者名/発表者名
      柿澤広明
    • 学会等名
      日本物理学会 2021年 春季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Neutralino dark matter のSommerfeld enhancement機構 による間接検出の可能性2020

    • 著者名/発表者名
      永山未來
    • 学会等名
      日本物理学会 2021年 春季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 繰り込み可能なL_\mu-L_\tau模型によるHubble tensionの解決2020

    • 著者名/発表者名
      粕谷竜太
    • 学会等名
      日本物理学会 2021年 春季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Low scale seesaw models for low scale U(1)Lμ-Lτ symmetry2020

    • 著者名/発表者名
      J.Sato
    • 学会等名
      International Conference on Neutrinos and Dark Matter (NDM-2020)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] COMET Data Analysis with Deep Learning2020

    • 著者名/発表者名
      J.Sato
    • 学会等名
      Machine Learning at LHC
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] IceCube Gap and L_mu-L_tau model2020

    • 著者名/発表者名
      J.Sato
    • 学会等名
      Ryukyu Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 原子軌道上のミューオン崩壊における高次補正の効果2020

    • 著者名/発表者名
      平良優奈
    • 学会等名
      日本物理学会 2020年 年次大会 素粒子論領域
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Big-bang nucleosynthesis and Leptogenesis in CMSSM2019

    • 著者名/発表者名
      J.Sato
    • 学会等名
      15th Computational Chemistry (CC) Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Big-bang nucleosynthesis and Leptogenesis in CMSSM2019

    • 著者名/発表者名
      J.Sato
    • 学会等名
      Dark Side of the Universe 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Theoretical overview of Lepton Flavor Violation2019

    • 著者名/発表者名
      J.Sato
    • 学会等名
      The 3rd J-PARC Symposium (J-PARC2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] COMET Data Analysis with Deep Learning2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤丈
    • 学会等名
      「ニュートリノで拓く素粒子と宇宙」研究会2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 深層学習による COMET 実験データ解析2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤丈
    • 学会等名
      素粒子物理学の進展 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 深層学習による COMET 実験データ解析の試み2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤丈
    • 学会等名
      素粒子現象論研究会2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 深層学習によるCOMET実験データ解析の試み2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤丈
    • 学会等名
      日本物理学会 2019年 年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] レプトンと弱結合するMeVスケールのゲージ粒子の物理とその検証可能性2018

    • 著者名/発表者名
      下村崇
    • 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
    • 招待講演
  • [学会発表] Light Z' boson search from scalar boson decays in Lμ - Lτ model at collider experiments2018

    • 著者名/発表者名
      下村崇
    • 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] Search for light scalar boson in Lμ - Lτ model at ILC experiments2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Shimomura
    • 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] Light Z' boson from scalar boson decay at collider experiments in U(1)Lμ-Lτ model2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Shimomura
    • 学会等名
      Asian Linear Collider Workshop
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高エネルギー宇宙ニュートリノから探る新物理2018

    • 著者名/発表者名
      荒木威
    • 学会等名
      久保治助教授退官記念研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Big-bang nucleosynthesis and Leptogenesis in CMSSM2018

    • 著者名/発表者名
      Joe Sato
    • 学会等名
      26th International Conference on Supersymmetry and Unification of Fundamental Interactions
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Distinguishing muon LFV effective couplings using μ^e^-→e^-e^- in a muonic atom2018

    • 著者名/発表者名
      Joe Sato
    • 学会等名
      The 20th International Workshop on Neutrinos from Accelerators
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Physics with Muon2018

    • 著者名/発表者名
      Joe Sato
    • 学会等名
      Symposium for muon and neutrino physics 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] COMET実験における電子のエネルギーの深層学習による決定2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤丈
    • 学会等名
      第二回琉球大学計算科学シンポジウム:“量子論の物理・化学的アプローチで迫る物質・自然界の謎”
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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