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トップパートナー粒子の同定に基づくLHCにおける新物理探索

研究課題

研究課題/領域番号 18K03611
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
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
研究機関大阪大学 (2021-2023)
名古屋大学 (2019-2020)
東京大学 (2018)

研究代表者

竹内 道久  大阪大学, 大学院情報科学研究科, 招へい教授 (60749464)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード素粒子 / トップクオーク / ヒッグス / ミューオンg-2 / 新物理 / LHCにおける新物理探索 / ジェット / ボトムフレーバー / レプトンフレーバー / 素粒子現象論 / ボトム湯川結合 / 暗黒物質 / トップパートナー / 機械学習 / 新物理探索
研究実績の概要

本研究の目標として、ヒッグスセクターやトップクオークセクターのずれを精密に検証することにより、トップパートナー粒子をはじめとする新粒子の兆候を捉え、背後にある素粒子標準模型を超える物理に迫りたい。本年も、特に、様々な模型の低エネルギー有効理論として二つの二重項ヒッグス場を持つ模型(2HDM)を中心に研究を行った。

研究成果としては、ミュー粒子の異常磁気能率の実験結果に見られる標準模型からの予言のずれを2HDMにおいて説明する可能性の中で、現在のフレーバー実験等を含む実験結果と矛盾しない選択肢を網羅し、今後のコライダー実験における展望をまとめた。特に、長く可能性として残されていた、軽い擬スカラー場がミュー粒子の異常磁気能率に寄与するというパラメータ領域については、現在のLHC実験の多レプトンシグナル探索の結果により完全に排除されたことを示した。上記の内容は、論文としてまとめ、今年度のうちに出版され、いくつかの国際研究会において成果発表を行った。また、昨年度出版された、double-aligned 2HDMに関する研究成果についても、いくつかの国際研究会等において成果発表を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

2HDMに関する研究に関して、ミュー粒子のg-2に報告されているずれを説明する模型のパラメータ領域を網羅的に同定し、そのLHC実験における展望をまとめた論文を発表することができ、また、いくつかの国際研究会においてこれまでの成果を発表することができたため。

今後の研究の推進方策

2HDMに関連した可能性にかんして今後も研究を行う計画である。また、ヒッグス粒子に関連する量子相関を利用して新物理を発見する研究も進めたい。

報告書

(6件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (73件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (17件) 雑誌論文 (16件) (うち国際共著 10件、 査読あり 15件、 オープンアクセス 16件) 学会発表 (33件) (うち国際学会 19件、 招待講演 25件) 図書 (1件) 備考 (3件) 学会・シンポジウム開催 (3件)

  • [国際共同研究] カールスルーエ大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [国際共同研究] インド工科大学(インド)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ダラム大学(英国)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ワルシャワ大学(ポーランド)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] カールスルーエ工科大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] INFN, ピサ(イタリア)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] IPPP, ダラム大学(英国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Indian Isnt. Tech. Gandhinagar(インド)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ハイデルベルグ大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ダラム大学(英国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 中山大学(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] オクラホマ州立大学(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] KIAS(韓国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ハイデルベルグ大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ピッツバーグ大学(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] オルセー大学(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [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
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Current status of the muon g-2 interpretations within two-Higgs-doublet models2023

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi Michihisa、Iguro Syuhei、Kitahara Teppei、Lang Martin S.
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 108 号: 11 ページ: 115012-115012

    • DOI

      10.1103/physrevd.108.115012

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Probing the chirality structure in the lepton-flavor-violating Higgs decay h→τμ at the LHC2023

    • 著者名/発表者名
      Aoki Mayumi、Kanemura Shinya、Takeuchi Michihisa、Zamakhsyari Lalu
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 107 号: 5 ページ: 055037-055037

    • DOI

      10.1103/physrevd.107.055037

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Charged lepton flavor violation associated with heavy quark production in deep inelastic lepton-nucleon scattering via scalar exchange2022

    • 著者名/発表者名
      Kiyo Yuichiro、Takeuchi Michihisa、Uesaka Yuichi、Yamanaka Masato
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2022 号: 4 ページ: 1-37

    • DOI

      10.1007/jhep04(2022)044

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Anomaly detection in high-energy physics using a quantum autoencoder2022

    • 著者名/発表者名
      Ngairangbam Vishal S.、Spannowsky Michael、Takeuchi Michihisa
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 105 号: 9 ページ: 095004-095004

    • DOI

      10.1103/physrevd.105.095004

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Probing double-aligned two-Higgs-doublet models at the LHC2022

    • 著者名/発表者名
      Kanemura Shinya、Takeuchi Michihisa、Yagyu Kei
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 105 号: 11 ページ: 115001-115001

    • DOI

      10.1103/physrevd.105.115001

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Non-resonant new physics search at the LHC for the b → cτν anomalies2022

    • 著者名/発表者名
      Endo Motoi、Iguro Syuhei、Kitahara Teppei、Takeuchi Michihisa、Watanabe Ryoutaro
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2022 号: 2 ページ: 106-106

    • DOI

      10.1007/jhep02(2022)106

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Testing leptoquark/EFT in $${\bar{B}} \rightarrow {D^{(*)}}l{\bar{\nu }}$$ at the LHC2021

    • 著者名/発表者名
      Iguro Syuhei、Takeuchi Michihisa、Watanabe Ryoutaro
    • 雑誌名

      The European Physical Journal C

      巻: 81 号: 5 ページ: 406-406

    • DOI

      10.1140/epjc/s10052-021-09125-5

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Neural network-based top tagger with two-point energy correlations and geometry of soft emissions2020

    • 著者名/発表者名
      Chakraborty Amit、Lim Sung Hak、Nojiri Mihoko M.、Takeuchi Michihisa
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2020 号: 7 ページ: 111-111

    • DOI

      10.1007/jhep07(2020)111

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Probing μτ flavor-violating solutions for the muon g-2 anomaly at Belle II2020

    • 著者名/発表者名
      Iguro Syuhei、Omura Yuji、Takeuchi Michihisa
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2020 号: 9 ページ: 144-144

    • DOI

      10.1007/jhep09(2020)144

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Testing the 2HDM explanation of the muon g ? 2 anomaly at the LHC2019

    • 著者名/発表者名
      Iguro Syuhei、Omura Yuji、Takeuchi Michihisa
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2019 号: 11 ページ: 130-130

    • DOI

      10.1007/jhep11(2019)130

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Report from Working Group 2 : Higgs Physics at the HL-LHC and HE-LHC2019

    • 著者名/発表者名
      M. Cepeda, et al.
    • 雑誌名

      CERN Yellow Rep.Monogr.

      巻: 7 ページ: 221-584

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Charged Lepton Flavor Violation Searches by Lepton-Nucleus Scattering, μN(eN) → τX2019

    • 著者名/発表者名
      Uesaka Yuichi、Takeuchi Michihisa、Yamanaka Masato
    • 雑誌名

      JPS Conf.Proc.

      巻: 26 ページ: 021021-021021

    • DOI

      10.7566/jpscp.26.021021

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Global Higgs Picture at 27 TeV2019

    • 著者名/発表者名
      Biekoetter Anke、Goncalves Dorival、Plehn Tilman、Takeuchi Michihisa、Zerwas Dirk
    • 雑誌名

      SciPost Physics

      巻: 6 号: 2

    • DOI

      10.21468/scipostphys.6.2.024

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Indirect probe of electroweak-interacting particles with mono-lepton signatures at hadron colliders2019

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Shigeki、Shirai Satoshi、Takeuchi Michihisa
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 1903 号: 3 ページ: 076-076

    • DOI

      10.1007/jhep03(2019)076

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Test of the R(D(*)) anomaly at the LHC2019

    • 著者名/発表者名
      Iguro Syuhei、Omura Yuji、Takeuchi Michihisa
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 99 号: 7

    • DOI

      10.1103/physrevd.99.075013

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Muon g-2 and rare top decays in up-type specific variant axion models2018

    • 著者名/発表者名
      Chiang Cheng-Wei、Takeuchi Michihisa、Tseng Po-Yan、Yanagida Tsutomu T.
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 98 号: 9 ページ: 095020-095020

    • DOI

      10.1103/physrevd.98.095020

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] CPV Double-Aligned 2HDM at the LHC2024

    • 著者名/発表者名
      Michihisa Takeuchi
    • 学会等名
      mini-LHC workshop 2024, Zhuhai
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Double-Aligned 2HDM at the LHC2023

    • 著者名/発表者名
      Michihisa Takeuchi
    • 学会等名
      HPNP2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Double-Aligned 2HDM at the LHC2023

    • 著者名/発表者名
      Michihisa Takeuchi
    • 学会等名
      WIN2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] WG6 Summary: High-PT Flavour Physics2023

    • 著者名/発表者名
      Michihisa Takeuchi, Kai-Feng Chen, Andrea Knue
    • 学会等名
      CKM2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] CPV Double-Aligned 2HDM at the LHC2023

    • 著者名/発表者名
      Michihisa Takeuchi
    • 学会等名
      The 3rd “Asian-European-Institutes Workshop for BSM”
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] CPV Double-Aligned 2HDM at the LHC2023

    • 著者名/発表者名
      Michihisa Takeuchi
    • 学会等名
      TeV2023, Nanjing
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Probing double-aligned two Higgs doublet models at LHC2022

    • 著者名/発表者名
      Michihisa Takeuchi
    • 学会等名
      Physics in LHC and Beyond (Matsue)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Non-resonant new physics searches at the LHC for the b to c tau nu anomalies2022

    • 著者名/発表者名
      Michihisa Takeuchi
    • 学会等名
      KEK-PH2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CP の破れを伴うヒッグス二重項場を2個含む模型の LHC と ILC での検証2022

    • 著者名/発表者名
      Michihisa Takeuchi
    • 学会等名
      日本物理学会 第 76 回年次大会(2021年)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Testing aligned two Higgs doublet models with CP violation at LHC and ILC2021

    • 著者名/発表者名
      Michihisa Takeuchi
    • 学会等名
      ILCX2021(ZOOM)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CP の破れを伴うヒッグス二重項場を2個含む模型の LHC と ILC での検証2021

    • 著者名/発表者名
      Michihisa Takeuchi
    • 学会等名
      日本物理学会 2021 年秋季大会(素核宇)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Probing heavy Higgs bosons in aligned CPV 2HDM at LHC2021

    • 著者名/発表者名
      Michihisa Takeuchi
    • 学会等名
      新ヒッグス勉強会 第 30 回定例会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Test of aligned CPV 2HDM at LHC2021

    • 著者名/発表者名
      Michihisa Takeuchi
    • 学会等名
      素粒子物理学の進展 2021 基研研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Test of aligned CPV 2HDM at LHC2021

    • 著者名/発表者名
      Michihisa Takeuchi
    • 学会等名
      ILC 夏の合宿 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Self coupling / Direct search for extra Higgs bosons in A2HDMs2021

    • 著者名/発表者名
      Michihisa Takeuchi
    • 学会等名
      新ヒッグス勉強会 第 31 回定例会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Test of flavor anomalies at LHC2021

    • 著者名/発表者名
      Michihisa Takeuchi
    • 学会等名
      第29回 新ヒッグス勉強会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Probing mutau flavor violating solutions for the muon g-2 at colliders2020

    • 著者名/発表者名
      Michihisa Takeuchi
    • 学会等名
      KEK-PH Collider 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] HL-LHCでの新物理探索2020

    • 著者名/発表者名
      Michihisa Takeuchi
    • 学会等名
      PPP2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] New Physics Searches at LHC ~ Test of Flavor Anomalies at LHC ~2020

    • 著者名/発表者名
      Michihisa Takeuchi
    • 学会等名
      ILC summer camp
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] New Physics at LHC and future colliders2020

    • 著者名/発表者名
      Michihisa Takeuchi
    • 学会等名
      素粒子現象論研究会2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] SUSY at Colliders2019

    • 著者名/発表者名
      竹内道久
    • 学会等名
      SUSY2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Machine Learning at LHC and future colliders2019

    • 著者名/発表者名
      竹内道久
    • 学会等名
      新テラスケール研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Muon g-2 in 2HDMs2019

    • 著者名/発表者名
      竹内道久
    • 学会等名
      J-park シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Muon g-2 in 2HDMs2019

    • 著者名/発表者名
      竹内道久
    • 学会等名
      1st Asia-European-Institute conference
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Muon g-2 in 2HDMs2019

    • 著者名/発表者名
      竹内道久
    • 学会等名
      New Physics beyond the SM
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] top flavor-changing interactions and axion2018

    • 著者名/発表者名
      Michihisa Takeuchi
    • 学会等名
      Higgs Toppings workshop - probing Top-Higgs interactions at the LHC
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Recent Developments for the boosted techniques2018

    • 著者名/発表者名
      Michihisa Takeuchi
    • 学会等名
      Higgs Couplings 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] g-2 with Variant Axion Models2018

    • 著者名/発表者名
      Michihisa Takeuchi
    • 学会等名
      Beyond the BSM
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Higgs pair production at future colliders2018

    • 著者名/発表者名
      Michihisa Takeuchi
    • 学会等名
      SUSY2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] HH Production at HE-LHC and 100TeV2018

    • 著者名/発表者名
      Michihisa Takeuchi
    • 学会等名
      Joint Kavli IPMU-ICEPP workshop on New Directions for LHC: Run 2 and Beyond
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Higgs pair production at future colliders2018

    • 著者名/発表者名
      Michihisa Takeuchi
    • 学会等名
      ILC夏の合宿
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Higgs pair production at future colliders2018

    • 著者名/発表者名
      Michihisa Takeuchi
    • 学会等名
      23rd regular meeting of the New Higgs Working Group
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] LHCと将来コライダーにおける新物理探索2018

    • 著者名/発表者名
      Michihisa Takeuchi
    • 学会等名
      新テラスケール研究会[第2回]
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] Photonic Neural Networks with Spatiotemporal Dynamics2023

    • 著者名/発表者名
      Hideyuki Suzuki, Jun Tanida, Masanori Hashimoto, et. al.
    • 総ページ数
      278
    • 出版者
      Springer, Singapore
    • ISBN
      9789819950713
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [備考] Machine Learning at LHC

    • URL

      https://agenda.hepl.phys.nagoya-u.ac.jp/indico/conferenceDisplay.py?confId=1336

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 1st Asia-European-Institute conference for BSM

    • URL

      https://indico.cern.ch/event/848913/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] ワークショップレポート:Beyond the BSM

    • URL

      https://www.ipmu.jp/sites/default/files/imce/news/44_Workshop46.pdf

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] Machine Learning at LHC2020

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] 1st Asia-European-Institute conference2019

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] Beyond the BSM2018

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-12-25  

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