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余剰次元カシミアエネルギーの最小化によるクォーク・レプトン世代構造の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K03649
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
研究機関神戸大学

研究代表者

坂本 眞人  神戸大学, 理学研究科, 准教授 (30183817)

研究分担者 藤本 教寛  大分工業高等専門学校, 一般科理系, 准教授 (40732946)
竹永 和典  熊本保健科学大学, 保健科学部, 教授 (50379294)
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
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
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)
キーワード標準模型 / 余剰次元 / 場の量子論 / クォーク・レプトン / 世代数問題 / 質量階層性問題 / 世代混合問題 / 量子グラフ / トポロジカル物性 / AZ対称類 / オービフォールド / 指数定理 / 渦度 / 特異点 / ベリー位相 / モノポール / インスタントン / カシミアエネルギー / 質量階層性 / カシミヤエネルギー / クォークとレプトン / 世代構造
研究成果の概要

素粒子標準模型におけるクォーク・レプトンに関する残された謎として、「世代数問題」「質量階層性問題」「世代混合問題」がある。これらを統一的に解決する有力な模型として、余剰次元模型がある。余剰次元模型とは、4次元時空以外に余分な空間(余剰次元)をもつ理論のことで、余剰次元はそのサイズがあまりに小さいため、観測にかかっていないというものである。我々は余剰次元として、1次元量子グラフをもつ余剰次元模型を考察し、上に述べた問題の解決が可能であることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

素粒子標準模型は、ヒッグス粒子の発見にともなって、我々の宇宙を支配する(現時点における)最も基本的な理論としての地位を確かなものとした。しかし、標準模型には様々な謎/問題が残されており、標準模型が最終理論だとは考えられていない。多くの素粒子物理学者は標準模型を越えた理論が存在すると考えており、その理論を明らかにすることが、素粒子物理学者の次の使命である。標準模型を越えた理論の候補はいくつかあるが、そのうちの1つに余剰次元模型がある。余剰次元模型は、弦理論の低エネルギー領域での有効理論と考えられており、我々は余剰次元模型の観点から、標準模型に残された問題の解決を目指した研究を行っている。

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

    (41件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 5件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] INFN(イタリア)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] DESY(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] INFN(イタリア)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Ruder Boskovic Institute(クロアチア)

    • 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
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Instantons and Berry’s connections on qunatum graph2021

    • 著者名/発表者名
      T. Inoue, M. Sakamoto and I. Ueba
    • 雑誌名

      Journal of Physics A

      巻: A54 号: 35 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1088/1751-8121/ac17a3

    • 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] Index theorem on T^2/Z_N orbifolds2021

    • 著者名/発表者名
      Makoto Sakamoto, Maki Takeuchi and Yoshiyuki Tatsuta
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: D103 号: 2

    • DOI

      10.1103/physrevd.103.025009

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 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] Zero-mode counting formula and zeros in orbifold compactifications2020

    • 著者名/発表者名
      Makoto Sakamoto, Maki Takeuchi and Yoshiyuki Tatsuta
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 102 号: 2

    • DOI

      10.1103/physrevd.102.025008

    • NAID

      120006873089

    • 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] 5d Dirac fermion on quantum graph2019

    • 著者名/発表者名
      Yukihiro Fujimoto, Tomonori Inoue, Makoto Sakamoto, Kazunori Takenaga and Inori Ueba
    • 雑誌名

      Journal of Physics A

      巻: 52 号: 45 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1088/1751-8121/ab4859

    • NAID

      130008153438

    • 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] Dynamical generation of quark/lepton mass hierarchy in an extra dimension2019

    • 著者名/発表者名
      Fujimoto Yukihiro、Hasegawa Kouhei、Nishiwaki Kenji、Sakamoto Makoto、Takenaga Kazunori、Tanaka Pedro Hugo、Ueba Inori
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2019 号: 12 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1093/ptep/ptz118

    • NAID

      120006823991

    • 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] Extended supersymmetry with central charges in higher dimensional Dirac action2019

    • 著者名/発表者名
      Yukihiro Fujimoto, Kouhei Hasegawa, Kenji Nishiwaki, Makoto Sakamoto, Kentaro Tatsumi and Inori Ueba
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: D99 号: 6

    • DOI

      10.1103/physrevd.99.065002

    • NAID

      120006604678

    • 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] A lattice formulation of the ${\mathcal N}=2$ supersymmetric SYK model2018

    • 著者名/発表者名
      Kato Mitsuhiro、Sakamoto Makoto、So Hiroto
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2018 号: 12

    • DOI

      10.1093/ptep/pty128

    • 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] Extended supersymmetry in Dirac action with extra dimensions2018

    • 著者名/発表者名
      Fujimoto Yukihiro、Hasegawa Kouhei、Nishiwaki Kenji、Sakamoto Makoto、Tatsumi Kentaro、Ueba Inori
    • 雑誌名

      Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical

      巻: 51 号: 43 ページ: 435201-435201

    • DOI

      10.1088/1751-8121/aadea2

    • 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] 一様磁場のかかったT^2/Z_2オービフォールド模型における指数定理2021

    • 著者名/発表者名
      竹内万記
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Proof of index theorem on T^2/Z_2 orbifold with magnetic flux2021

    • 著者名/発表者名
      竹内万記
    • 学会等名
      String and fields 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 一様磁場のかかったT^2/Z_2オービフォールド模型における指数定理2021

    • 著者名/発表者名
      竹内万記
    • 学会等名
      原子核三者若手夏の学校
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] zero mode counting formula and zeros in orbifold compactifications2021

    • 著者名/発表者名
      竹内万記
    • 学会等名
      北海道大学オンラインセミナー
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Correspondence of topological classification between quantum graph and topological matter2021

    • 著者名/発表者名
      上場一慶
    • 学会等名
      YITPセミナー
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 子グラフとトポロジカル物質におけるトポロジカルな分類の対応2021

    • 著者名/発表者名
      上場一慶
    • 学会等名
      日本物理学会2022年第77回次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Instantons and Berry’s connections on qunatum graph2021

    • 著者名/発表者名
      井上奉紀
    • 学会等名
      東京大学駒場素粒子論研究室セミナー
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 量子グラフ上のBerry接続とインスタントン2021

    • 著者名/発表者名
      井上奉紀
    • 学会等名
      2021年度原子核三者若手夏の学校
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 量子グラフを余剰次元としてもつ時空の対称性とAZ対称類との対応2021

    • 著者名/発表者名
      井上奉紀
    • 学会等名
      素粒子物理学の進展2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 量子グラフを余剰次元としてもつ時空の対称性とAZ対称類との対応2021

    • 著者名/発表者名
      井上奉紀
    • 学会等名
      日本物理学会 2021年秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 一様磁場のかかったT^2/Z_Nオービフォールド模型のゼロモードと渦度の関係2020

    • 著者名/発表者名
      竹内万記
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Relation between zero modes and winding numbers at fixed points on T^2/Z_N orbifold2020

    • 著者名/発表者名
      竹内万記
    • 学会等名
      String and fields 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] T^2/Z_Nオービフォールド模型における指数定理2020

    • 著者名/発表者名
      竹内万記
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 量子グラフがもつパラメータ空間におけるモノポール2020

    • 著者名/発表者名
      井上奉紀
    • 学会等名
      素粒子若手オンライン研究会2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 量子グラフにおけるBerry位相とインスタントン2020

    • 著者名/発表者名
      上場一慶
    • 学会等名
      素粒子若手オンライン研究会2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 量子グラフがもつパラメータとBerry 位相2020

    • 著者名/発表者名
      井上奉紀
    • 学会等名
      瀬戸内サマーインスティチュート2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Instantons and Berry's connections on quantum graph2020

    • 著者名/発表者名
      上場一慶
    • 学会等名
      String and fields 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Monopole and Berry's pahse in quantum graph2020

    • 著者名/発表者名
      T. Inoue
    • 学会等名
      Strings and Fields 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Instantons and Berry's connections on quantum graph2020

    • 著者名/発表者名
      上場一慶
    • 学会等名
      KEK Theory Workshop 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 量子グラフ上の離散的変換と拡張された超対称性2020

    • 著者名/発表者名
      井上奉紀
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 量子グラフの境界条件がもつパラメータ空間の位相的構造2020

    • 著者名/発表者名
      井上 奉紀
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Index theorem on magnetized T^2/Z_N orbifolds2020

    • 著者名/発表者名
      竹内万記
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 量子グラフ上の5次元ディラック場2019

    • 著者名/発表者名
      井上 奉紀
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 余剰次元模型におけるクォーク・レプトン世代構造のダイナミカルな生成機構2019

    • 著者名/発表者名
      田中ペドロ
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 5d Dirac fermion on quantum graph2019

    • 著者名/発表者名
      Tomonori Inoue
    • 学会等名
      Strings and Fields 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Dynamical generation of quark/lepton mass hierarchy in an extra dimension2019

    • 著者名/発表者名
      Pedro Tanaka
    • 学会等名
      Strings and Fields 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Extended quantum-mechanical supersymmetry in Dirac action with extra dimensions2018

    • 著者名/発表者名
      Inori Ueba
    • 学会等名
      Strings and Fields 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高次元ディラック場における拡張された量子力学的超対称性の構造2018

    • 著者名/発表者名
      上場 一慶
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 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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