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ヒッグスボソンの精密測定と精密理論計算の指紋照合による新物理究明

研究課題

研究課題/領域番号 18J12866
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
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 (2019)
富山大学 (2018)

研究代表者

桜井 亘大  大阪大学, 理学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2019年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2018年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードヒッグス崩壊分岐比 / 拡張ヒッグス模型 / ニュートリノ質量模型 / ヒッグスLFV崩壊 / ヒッグス精密計算 / ヒッグス精密測定
研究実績の概要

代表的な拡張ヒッグスセクターを伴う模型である、Higgs singlet model (HSM), Two Higgs doublet model(THDM), Inert doublet model (IDM)を包括的に取り扱う。これらの模型それぞれについて発見されたヒッグスボソンに関わるあらゆる物理量(ヒッグス崩壊分岐比や生成断面積)を、量子効果を含めて精密計算を行う。一般に、拡張ヒッグス模型において評価されたヒッグス物理量の予言は標準理論の予言からずれる。一方で、これらのヒッグス物理量は国際線形加速器(ILC)や高輝度(HL-)LHC等の将来加速器実験で数%或いはそれ以下の精度で精密に測定される。したがって、各模型のヒッグス物理量の精密理論予言と精密測定を比較することで、模型の検証を行うことができる。
さらに、上述の代表的な拡張ヒッグス模型に加え、より複雑なヒッグスセクターを伴う新模型を解析する。この新模型は量子効果によってニュートリノの微小な質量を生成し、暗黒物質候補を含む。先行研究[Phys. Lett. B763 (2016) 352-357]で、もしヒッグスボソンのレプトンへの希崩壊過程が発見されれば、これまでに提案されている多くのニュートリノ質量を説明する模型が排除されることが示されたが、一方で、本研究で扱う新模型についてはそのような場合でも排除されないことが示唆された。故に、本研究ではこの新模型に対してヒッグスボソンの希崩壊過程がHL-LHCやILC等の将来加速器実験の測定精度で発見され得るかどうかについて解析する。さらに、現在のニュートリノ振動や暗黒物質の残存量の実験データを説明できるかどうかを調べる。このニュートリノ質量、暗黒物質を説明可能な新模型の詳細な検証を通して、ヒッグスセクターと標準理論の未解決現象の関係性を明らかにすることを目指す。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 8件)

  • [雑誌論文] Full next-to-leading-order calculations of Higgs boson decay rates in models with non-minimal scalar sectors2019

    • 著者名/発表者名
      Kanemura Shinya、Kikuchi Mariko、Mawatari Kentarou、Sakurai Kodai、Yagyu Kei
    • 雑誌名

      Nuclear Physics B

      巻: 949 ページ: 114791-114791

    • DOI

      10.1016/j.nuclphysb.2019.114791

    • 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] New model for radiatively generated Dirac neutrino masses and lepton flavor violating decays of the Higgs boson2019

    • 著者名/発表者名
      Enomoto Kazuki、Kanemura Shinya、Sakurai Kodai、Sugiyama Hiroaki
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 100 号: 1 ページ: 015044-015044

    • DOI

      10.1103/physrevd.100.015044

    • 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] Single Higgs production in association with a photon at electron-positron colliders in extended Higgs models2019

    • 著者名/発表者名
      Kanemura Shinya、Mawatari Kentarou、Sakurai Kodai
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 99 号: 3 ページ: 035023-035023

    • DOI

      10.1103/physrevd.99.035023

    • 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] Loop effects on the Higgs decay widths in extended Higgs models2018

    • 著者名/発表者名
      Kanemura Shinya、Kikuchi Mariko、Mawatari Kentarou、Sakurai Kodai、Yagyu Kei
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 783 ページ: 140-149

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2018.06.035

    • 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] Full NLO calculations of the Higgs decay branching ratios in various extended Higgs models2019

    • 著者名/発表者名
      Kodai Sakurai
    • 学会等名
      Scalars2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Precise calculations of Higgs decay rates in extended Higgs sectors2019

    • 著者名/発表者名
      Kodai Sakurai
    • 学会等名
      KIT-NEP
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Precise calculations of Higgs decays in various extended Higgs models2019

    • 著者名/発表者名
      Kodai Sakurai
    • 学会等名
      The 2019 International Workshop on Future Linear Colliders (LCWS2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヒッグス崩壊分岐比の精密計算による拡張ヒッグス模型の包括的検証2019

    • 著者名/発表者名
      兼村晋哉、菊地真吏子、桜井亘大、馬渡健太郎、柳生慶
    • 学会等名
      日本物理学会 2019 年春季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] One-loop corrections to Higgs branching ratios in extended Higgs models2019

    • 著者名/発表者名
      Kanemura Shinya、Kikuchi Mariko、Mawatari Kentarou、Sakurai Kodai、Yagyu Kei
    • 学会等名
      HPNP2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Probing shape of the Higgs sector by precise calculations of Higgs decay rates2018

    • 著者名/発表者名
      Kanemura Shinya、Kikuchi Mariko、Mawatari Kentarou、Sakurai Kodai、Yagyu Kei
    • 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] Precise calculations of the Higgs decay rates in multi-Higgs models2018

    • 著者名/発表者名
      Kanemura Shinya、Kikuchi Mariko、Mawatari Kentarou、Sakurai Kodai、Yagyu Kei
    • 学会等名
      Multi-Higgs Models 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Higgs boson decay rates with higher order corrections in extended Higgs sectors2018

    • 著者名/発表者名
      Kanemura Shinya、Kikuchi Mariko、Mawatari Kentarou、Sakurai Kodai、Yagyu Kei
    • 学会等名
      Asian Linear Collider Workshop 2018 (ALCW2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] One loop corrections to the Higgs decay rates in non-minimal Higgs sectors2018

    • 著者名/発表者名
      兼村晋哉、菊地真吏子、桜井亘大、馬渡健太郎、柳生慶
    • 学会等名
      Summer school 2018 in Nagoya University
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ヒッグス崩壊幅の精密理論計算による様々な拡張ヒッグス模型の包括的検証2018

    • 著者名/発表者名
      兼村晋哉、菊地真吏子、桜井亘大、馬渡健太郎、柳生慶
    • 学会等名
      ILC 夏の合宿 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] One-loop corrected Higgs boson decay rates in various extended Higgs models2018

    • 著者名/発表者名
      Kanemura Shinya、Kikuchi Mariko、Mawatari Kentarou、Sakurai Kodai、Yagyu Kei
    • 学会等名
      The 2018 International Workshop on Future Linear Colliders (LCWS2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヒッグス崩壊分岐比の輻射補正計算によるヒッグスセクターの解明2018

    • 著者名/発表者名
      兼村晋哉、菊地真吏子、桜井亘大、馬渡健太郎、柳生慶
    • 学会等名
      基研研究会 素粒子物理学の進展
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 様々な拡張模型におけるヒッグス崩壊分岐比の精密計算によるヒッグスセクターの解明2018

    • 著者名/発表者名
      兼村晋哉、菊地真吏子、桜井亘大、馬渡健太郎、柳生慶
    • 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

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公開日: 2018-05-01   更新日: 2024-03-26  

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