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有効場理論によるヒッグス相互作用の検証とその背後にある新物理探究

研究課題

研究課題/領域番号 18K03648
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
研究機関岩手大学 (2019-2021)
大阪大学 (2018)

研究代表者

馬渡 健太郎  岩手大学, 教育学部, 准教授 (90814096)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードヒッグス粒子 / 素粒子標準理論を超える物理 / LHC / ILC / 有効場理論 / 精密計算 / ヘリシティー振幅 / 暗黒物質 / 拡張ヒッグス模型 / 素粒子標準模型を超える物理 / ヒッグス粒子の崩壊 / 付加的ヒッグス粒子の生成 / 超対称性模型 / ヒッグス粒子の生成 / 新物理
研究成果の概要

本研究は、2012年に欧州のLHC実験で発見されたヒッグス粒子とその相互作用に着目し、素粒子標準理論を超える物理の探究を行った。今後ILC実験等のヒッグス精密測定において、有効場理論を用いた解析により素粒子標準理論の予言からのズレが観測された場合を想定し、拡張ヒッグス模型においてどの程度のズレが予言されるかを系統的に調べた。

また、高エネルギー実験における散乱振幅の新しい計算手法を提案した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

2012年に発見された新粒子は、その後の実験データの蓄積と解析により素粒子標準理論が予言するヒッグス粒子と矛盾が無いことが徐々に明らかになってきた。一方、標準理論は、階層性問題、暗黒物質の存在をはじめとし多くの未解決問題を含むことも知られており、見つかった粒子が真に標準理論の予言するヒッグス粒子なのか、それとも標準理論を超える物理から予言されるものかを理論的、実験的に検証することが最重要課題となっている。本研究は様々な模型について将来実験での検証可能性を包括的に吟味した重要な研究である。
また我々が提案した新たな計算手法により、数値シミュレーションの精度、速度の向上が得られ大きな貢献となった。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 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

    (46件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (7件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 5件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 10件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 15件、 招待講演 12件) 備考 (2件) 学会・シンポジウム開催 (2件)

  • [国際共同研究] カールスルエ工科大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Karlsruhe Institute of Technology/Universitat Munster(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Sorbonne Universite(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] INFN, Sezione di Genova(イタリア)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ETH Zurich(スイス)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Nikhef(オランダ)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Sorbonne University(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Probing a degenerate-scalar scenario in a pseudoscalar dark-matter model2021

    • 著者名/発表者名
      Abe Sachiho、Cho Gi-Chol、Mawatari Kentarou
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 104 号: 3 ページ: 035023-035023

    • DOI

      10.1103/physrevd.104.035023

    • 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] Next-to-leading-order corrections to the Higgs strahlung process from electron?positron collisions in extended Higgs models2021

    • 著者名/発表者名
      Aiko Masashi、Kanemura Shinya、Mawatari Kentarou
    • 雑誌名

      The European Physical Journal C

      巻: 81 号: 11 ページ: 1000-1000

    • DOI

      10.1140/epjc/s10052-021-09764-8

    • 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] Probing extended Higgs sectors by the synergy between direct searches at the LHC and precision tests at future lepton colliders2021

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

      Nuclear Physics B

      巻: 966 ページ: 115375-115375

    • DOI

      10.1016/j.nuclphysb.2021.115375

    • 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] H-COUP Version 2: A program for one-loop corrected Higgs boson decays in non-minimal Higgs sectors2020

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

      Computer Physics Communications

      巻: 257 ページ: 107512-107512

    • DOI

      10.1016/j.cpc.2020.107512

    • 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] QED and QCD helicity amplitudes in parton-shower gauge2020

    • 著者名/発表者名
      Hagiwara Kaoru、Kanzaki Junichi、Mawatari Kentarou
    • 雑誌名

      The European Physical Journal C

      巻: 80 号: 6 ページ: 11-11

    • DOI

      10.1140/epjc/s10052-020-8154-9

    • 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
  • [雑誌論文] Exploring the global symmetry structure of the Higgs potential via same-sign pair production of charged Higgs bosons2019

    • 著者名/発表者名
      Aiko Masashi、Kanemura Shinya、Mawatari Kentarou
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 797 ページ: 134854-134854

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2019.134854

    • 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] 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] Automated simulations beyond the Standard Model: supersymmetry2019

    • 著者名/発表者名
      Frixione Stefano、Fuks Benjamin、Hirschi Valentin、Mawatari Kentarou、Shao Hua-Sheng、Sunder Marthijn P. A.、Zaro Marco
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2019 号: 12 ページ: 008-008

    • DOI

      10.1007/jhep12(2019)008

    • 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 / 国際共著
  • [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 実施状況報告書
    • 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] Probing extended Higgs sectors by the synergy between the LHC and the ILC2021

    • 著者名/発表者名
      Kentarou Mawatari
    • 学会等名
      ILCX2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Probing extended Higgs sectors by the synergy between the LHC and the ILC2021

    • 著者名/発表者名
      馬渡健太郎
    • 学会等名
      International Workshop on Future Linear Colliders 2021
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Probing extended Higgs sectors by the synergy between the LHC and the ILC2021

    • 著者名/発表者名
      馬渡健太郎
    • 学会等名
      Higgs as a Probe of New Physics 2021
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 各種暗黒物質探索実験データと素粒子模型を系統的に照合するための枠組構築2020

    • 著者名/発表者名
      馬渡健太郎
    • 学会等名
      新学術「地下宇宙」領域研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ILC が切り拓く新物理の地平2020

    • 著者名/発表者名
      馬渡健太郎
    • 学会等名
      日本物理学会2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ILC study for degenerate scalars suppressing dark matter-nucleon scattering in a singlet extension of the SM2020

    • 著者名/発表者名
      馬渡健太郎
    • 学会等名
      ILC summer camp 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ILC で何が分かるのか?2020

    • 著者名/発表者名
      馬渡健太郎
    • 学会等名
      奥羽越素粒子研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Single Higgs production in association with a photon at electron-positron colliders in extended Higgs models2020

    • 著者名/発表者名
      馬渡健太郎
    • 学会等名
      3rd FCC Physics and Experiments Workshop
    • 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] Higgs precision at the ILC2020

    • 著者名/発表者名
      馬渡健太郎
    • 学会等名
      ILC-JP end-of-year physics and detector meeting
    • 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] ILCが切り拓く新物理の地平2020

    • 著者名/発表者名
      馬渡健太郎
    • 学会等名
      日本物理学会 第75回年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] H-COUP: basics and application2019

    • 著者名/発表者名
      馬渡健太郎
    • 学会等名
      Opportunities at Future High Energy Collider
    • 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] QCD tool turorial2019

    • 著者名/発表者名
      馬渡健太郎
    • 学会等名
      KAIST-KAIX Workshop for Future Particle Accelerators
    • 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] Exploring the global symmetry structure of the Higgs potential via same-sign pair production of charged Higgs bosons2019

    • 著者名/発表者名
      馬渡健太郎
    • 学会等名
      KAIST-KAIX Workshop for Future Particle Accelerators
    • 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] H-COUPで新物理を探る2019

    • 著者名/発表者名
      馬渡健太郎
    • 学会等名
      YITP Workshop 2019 on Progress in Particle Physics
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] H-COUP ver.22019

    • 著者名/発表者名
      馬渡健太郎
    • 学会等名
      ILC summer camp 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Exploring new physics via H-COUP2019

    • 著者名/発表者名
      馬渡健太郎
    • 学会等名
      International Workshop on Future Linear Colliders 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Searching for Dark Matter at colliders2019

    • 著者名/発表者名
      馬渡健太郎
    • 学会等名
      MadGraph school 2019
    • 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] Higgs production in association with a photon in extended Higgs models at ILC2502019

    • 著者名/発表者名
      馬渡健太郎
    • 学会等名
      Higgs as a Probe of New Physics 2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Initial state radiation with polarized electron and positron beams2019

    • 著者名/発表者名
      Shao-Feng Ge、萩原薫、神前純一、馬渡健太郎
    • 学会等名
      日本物理学会 第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Higgs production in association with a photon in extended Higgs models at ILC2502018

    • 著者名/発表者名
      馬渡健太郎
    • 学会等名
      Asian Linear Collider Workshop 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MadGraph with emphasis on LC2018

    • 著者名/発表者名
      馬渡健太郎
    • 学会等名
      Workshop on Top Physics at the LC 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] Another Higgs production at ILC2502018

    • 著者名/発表者名
      馬渡健太郎
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] e+e- → hγ 過程を用いた拡張ヒッグス模型の検証2018

    • 著者名/発表者名
      兼村晋哉、馬渡健太郎、桜井 亘大
    • 学会等名
      日本物理学会 2018 年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Another Higgs production at ILC2502018

    • 著者名/発表者名
      馬渡健太郎
    • 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] Another Higgs production at ILC2502018

    • 著者名/発表者名
      馬渡健太郎
    • 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
  • [備考] H-COUP

    • URL

      http://www-het.phys.sci.osaka-u.ac.jp/~hcoup/

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
  • [備考] 岩手大学 研究紹介

    • URL

      https://www.iwate-u.ac.jp/cat-research/2021/04/004014.html

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] Higgs as a Probe of New Physics 20192019

    • 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] 22nd Regular Meeting of the New Higgs Working Group2018

    • 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: 2023-01-30  

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