| 研究課題/領域番号 |
19K03846
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 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
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
棚橋 誠治 名古屋大学, 理学研究科, 教授 (00270398)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 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)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 素粒子質量の起源 / 電弱対称性の破れ / 有効理論 / 標準模型を超える物理 / 素粒子現象論 / 素粒子質量起源 / ユニタリティー / 電弱精密測定 / 低エネルギー有効理論 / 素粒子現象 / ヒッグス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
究極的には、すべての素粒子の質量の起源となるヒッグスポテンシャルの解明を目指す。この目標を達成するため、なぜヒッグス質量が理論の紫外切断スケールよりも有意に小さいのかを明らかにする。これまで、ヒッグスに関するさまざまな低エネルギー有効理論が構築されてきたが、この研究では、幾何学と対称性の観点から、それらの統一理論を構築する。ヒッグス多様体を記述する幾何学量のみを用いて、粒子散乱振幅を記述することで、ヒッグス物理の素粒子現象に対して新たな知見を加える。当面の目標は、このような統一有効理論を用いることで、従来の有効理論とは異なる観点で、標準模型を超える模型（BSM模型）への制限を得ることである。
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| 研究成果の概要 |
低エネルギー有効理論の統一理論として、一般化されたヒッグス有効場理論（HEFT）の一般化（一般化HEFT、GHEFT）を定式化した。この理論のスカラーボソンの散乱振幅がスカラー多様体のリーマン曲率テンソル（幾何学）とポテンシャルの共変微分で記述されることを示した。1ループ発散項の係数もキリングベクトル（対称性）とリーマン曲率テンソル（幾何学）で記述できる。
また、任意の電荷と色電荷を持つ任意の数のスカラー場とフェルミオン場を含むヒッグス有効場理論の拡張を定式化した。有効ラグランジアンの記述冗長性は、スカラー/フェルミオン場空間における共変量のみで殻上の散乱振幅を記述することによって解決した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
その起源が量子色力学の次元変性であることが知られているQCDスケールと異なり、電弱対称性の破れのスケール、つまり素粒子質量の起源はいまだ明らかになっていない。これまで多くの素粒子標準理論を超える物理の可能性が検討されてきたが、本研究は、これらの素粒子標準理論を超える物理を個々に調べるのではなく、統一的な有効理論を構築するアプローチをとった。 具体的には、 ヒッグス有効理論を拡張し、任意個数、任意電荷、任意色荷をもつスピン0、スピン1、スピン1/2粒子を含む有効理論での素粒子散乱振幅や輻射補正の一般的表式を与え、コライダー物理やフレーバー物理で行われている新粒子探索に対して統一的な理解を与えた。
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