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質量階層性に対する新しい原理が導く多彩な物理現象とプランクスケールの物理

研究課題

研究課題/領域番号 18H03708
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分15:素粒子、原子核、宇宙物理学およびその関連分野
研究機関大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構

研究代表者

磯 暁  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (20242092)

研究分担者 淺賀 岳彦  新潟大学, 自然科学系, 教授 (70419993)
川合 光  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 協力研究員 (80211176)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
43,290千円 (直接経費: 33,300千円、間接経費: 9,990千円)
2022年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
2021年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
2020年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
2019年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
2018年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
キーワード質量階層性 / プランクスケール物理 / 右巻きニュートリノ / 電弱相転移 / 階層性問題 / 超弦理論 / 相対論的観測問題 / 電弱対称性 / ヒッグス場 / 電弱対称性の破れ / アキシオン / 離散モジュラー対称性 / バリオン数非保存 / ヒッグス / 弦理論 / Dブレーン / ニュートリノ / 多重臨界原理 / プランクスケール / 質量階層性問題 / 標準模型を超える理論 / プランクスケールの物理
研究成果の概要

プランクスケールを支配する弦理論に質量階層性の原理を要請して、繰り込み群を使って電弱スケールの素粒子現象を解析した。UV側からは、公転Dブレーンの束縛共鳴状態の存在を調べ、部分的モジュラー変換の手法の開発し、短距離から長距離までの広範囲でポテンシャルを高精度に導出した。また多重臨界点原理と古典的共形原理の関係を調べ、マルチバース波動関数から宇宙項等の自然性を説明した。IR側からは、質量階層性を指導原理にする模型に普遍的に現れる右巻きニュートリノが関わる物理現象を中心に研究を進めた。とくにニュートリノ質量に階層性がある場合の現象を調べ、ニュートリノを伴わない二重ベータ崩壊への影響を考察した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ヒッグス粒子が発見され、当初期待されていた軽い超対称性粒子が発見されない状況で、素粒子物理学(高エネルギー物理学)は、方向性を見失っている。本研究は、電弱スケールとプランクスケールを直接結びつける質量階層性の原理を追求し、高エネルギー実験の新たな方向性を提案するとともに、プランクスケールの物理の解明へ向けて、従来とは異なる指針を提供した。また、本研究で提案されている質量階層性原理に基づく初期宇宙像から、原始重力波や原始ブラックホールの生成可能性など、将来の観測へ向けた方向性も示唆することができた。

報告書

(6件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 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

    (32件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (25件) (うち国際共著 11件、 査読あり 24件、 オープンアクセス 20件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] 台湾国立大学(その他の国・地域)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Stringy spacetime uncertainty principle and a modified trans-Planckian censorship criterion2024

    • 著者名/発表者名
      Brandenberger Robert、Ho Pei-Ming、Kawai Hikaru、Shao Wei-Hsiang
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 109 号: 8 ページ: 083503-17

    • DOI

      10.1103/physrevd.109.083503

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] UV dispersive effects on Hawking radiation2024

    • 著者名/発表者名
      Akhmedov Emil T.、Chau Tin-Long、Ho Pei-Ming、Kawai Hikaru、Shao Wei-Hsiang、Wang Cheng-Tsung
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 109 号: 2 ページ: 025001-114

    • DOI

      10.1103/physrevd.109.025001

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Stringy Threshold Corrections in D-brane Systems2023

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Iso, Noriaki Kitazawa and Takao Suyama
    • 雑誌名

      Physical Review

      巻: D107 号: 12 ページ: 126014-126014

    • DOI

      10.1103/physrevd.107.126014

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Entanglement generation and decoherence in a two-qubit system mediated by relativistic quantum field2023

    • 著者名/発表者名
      Y Hidaka, S Iso, K Shimada
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 107 号: 8 ページ: 085003-145

    • DOI

      10.1103/physrevd.107.085003

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A stringy effect on Hawking radiation2023

    • 著者名/発表者名
      Ho Pei-Ming、Imamura Yosuke、Kawai Hikaru、Shao Wei-Hsiang
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2023 号: 12 ページ: 122-114

    • DOI

      10.1007/jhep12(2023)122

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Baby universes in 2d and 4d theories of quantum gravity2022

    • 著者名/発表者名
      Hamada Yuta、Kawai Hikaru、Kawana Kiyoharu
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2022 号: 12 ページ: 1-22

    • DOI

      10.1007/jhep12(2022)100

    • 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] Planckian physics comes into play at Planckian distance from horizon2022

    • 著者名/発表者名
      Ho Pei-Ming、Kawai Hikaru、Yokokura Yuki
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2022 号: 1 ページ: 1-22

    • DOI

      10.1007/jhep01(2022)019

    • 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] Complementarity and causal propagation of decoherence by measurement in relativistic quantum field theories2022

    • 著者名/発表者名
      Hidaka Yoshimasa、Iso Satoshi、Shimada Kengo
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 106 号: 7 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1103/physrevd.106.076018

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Interior metric of slowly formed black holes in a heat bath2022

    • 著者名/発表者名
      Kawai Hikaru、Yokokura Yuki
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 105 号: 4 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1103/physrevd.105.045017

    • 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] Gauge Symmetry Restoration by Higgs Condensation in Flux Compactifications on Coset Spaces2022

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Iso, Noriaki Kitazawa and Takao Suyama
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 105 号: 4 ページ: 045008-045008

    • DOI

      10.1103/physrevd.105.045008

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Neutrino masses and gravitational wave background2021

    • 著者名/発表者名
      Asaka Takehiko、Okui Hisashi
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 814 ページ: 136074-136074

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2021.136074

    • 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] The multicritical point principle as the origin of classical conformality and its generalizations2021

    • 著者名/発表者名
      Kawai Hikaru、Kawana Kiyoharu
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2022 号: 1 ページ: 1-19

    • DOI

      10.1093/ptep/ptab161

    • 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] Dynamics of Revolving D-Branes at Short Distances2020

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Iso, Noriaki Kitazawa, Hikaru Ohta and Takao Suyama
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2001 号: 1 ページ: 182-182

    • DOI

      10.1007/jhep01(2020)182

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Direct baryogenesis in the broken phase2020

    • 著者名/発表者名
      Takehiko Asaka (Niigata U.), Hiroyuki Ishida (KEK, Tsukuba), Wen Yin (KAIST, Taejon)
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 174 号: 7 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1007/jhep07(2020)174

    • 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] Weak scale from Planck scale: Mass scale generation in a classically conformal two-scalar system2020

    • 著者名/発表者名
      Junichi Haruna, Hikaru Kawai
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: Volime 2020, Issue 3 号: 3 ページ: 1-41

    • DOI

      10.1093/ptep/ptz165

    • NAID

      120006822570

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      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Modular A4 invariance and leptogenesis2020

    • 著者名/発表者名
      Takehiko Asaka, Yongtae Heo, Takuya H. Tatsuishi, Takahiro Yoshida
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2020 号: 1 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1007/jhep01(2020)144

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Cosmological implications of Standard Model criticality and Higgs inflation2020

    • 著者名/発表者名
      Yuta Hamada, Hikaru Kawai, Yukari Nakanishi, Kin-ya Oda
    • 雑誌名

      Nuclear Physics

      巻: B953 ページ: 1-31

    • DOI

      10.1016/j.nuclphysb.2020.114946

    • NAID

      120006959182

    • 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] A Possibility of Lorentz Violation in the Higgs Sector2020

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Iso and Noriaki Kitazawa
    • 雑誌名

      Modern Physics Letters A

      巻: 35 号: 10 ページ: 2050064-2050064

    • DOI

      10.1142/s0217732320500649

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Large-scale inhomogeneity of dark energy produced in the ancestor vacuum2019

    • 著者名/発表者名
      Yue Nan, Kazuhiro Yamamoto, Hajime Aoki, Satoshi Iso, ; Daisuke, Yamauchi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 99 号: 10 ページ: 103512-103512

    • DOI

      10.1103/physrevd.99.103512

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 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] Effective potential for revolving D-branes2019

    • 著者名/発表者名
      Iso Satoshi、Ohta Hikaru、Suyama Takao
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2019 号: 4 ページ: 151-151

    • DOI

      10.1007/jhep04(2019)151

    • 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] Density Renormalization Group for Classical Liquids2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Iso and Kiyoharu Kawana
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2019 号: 1 ページ: 1-33

    • DOI

      10.1093/ptep/pty148

    • 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] Observational signatures of dark energy produced in an ancestor vacuum : Forecast for galaxy surveys2019

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Yamauchi, Hajime Aoki, Satoshi Iso, Da-Shin Lee, Yasuhiro Sekino, Chen-Pin Yeh
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 05 号: 05 ページ: 055-055

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2019/05/055

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Resonant leptogenesis at TeV-scale and neutrinoless double beta decay2019

    • 著者名/発表者名
      Takehiko Asaka, Takahiro Yoshida
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2019 号: 9 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1007/jhep09(2019)089

    • 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] Tomography by neutrino pair beam2018

    • 著者名/発表者名
      Asaka Takehiko、Okui Hisashi、Tanaka Minoru、Yoshimura Motohiko
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 785 ページ: 536-542

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2018.09.004

    • 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] Back Reaction of 4D Conformal Fields on Static Geometry2018

    • 著者名/発表者名
      Pei-Ming Ho, Hikaru Kawai, Yoshinori Matsuo, Yuki Yokokura
    • 雑誌名

      JHEP

      巻: 1811 号: 11 ページ: 056-056

    • DOI

      10.1007/jhep11(2018)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 / 国際共著
  • [学会発表] Theoretical aspects of neutrino physics: Particle Physics and Cosmology2020

    • 著者名/発表者名
      Takehiko Asaka
    • 学会等名
      The 3rd Univ. Ryukyus International Symposium of Theoretical and Computational Science,20-22 March (2020), University of the Ryukyus, Okinawa, Japan
    • 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] Effective potential for revolving D-branes in superstring theory2019

    • 著者名/発表者名
      太田光
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Classically conformal Z2×Z2 invariant two scalar modelにおける質量スケールのdynamicalな生成について2019

    • 著者名/発表者名
      春名純一
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Effective potential for revolving D-branes in superstring theory2019

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Ohta
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Quantum Gravity and Naturalness2019

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Kawai
    • 学会等名
      Humboldt Kolleg Frontiers in Physics: From the Electroweak to the Planck
    • 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] Hierarchy problem: Implication from Superstring2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Iso
    • 学会等名
      East Asia Joint Workshop 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2025-01-30  

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