| 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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| 研究実績の概要 |
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。素粒子標準理論における説明はツリーレベルのヒッグスポテンシャルのパラメータ調整によるものであるが、QCDの場合とは異なり、この説明での電弱対称性の破れのスケールは古典的に禁止されておらず、巨大な量子補正を受けてしまう。したがって、電弱対称性の破れのスケールの小ささを説明するためには、パラメータの微調整が必要となる。この問題を解決するため、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。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ことで、模型の詳細によらない制限を得ようとするものである。 有効理論を用いて素粒子標準理論を超える物理に含まれる新粒子を調べるには、これらの新粒子を含む有効理論を構築せねばならない。本研究では、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およびスピン1粒子の有効理論を構築した。さらに、これらの粒子に加えスピン1/2粒子を含む有効理論での素粒子散乱振幅の一般的表式を与えた。この研究はさらに拡張し、高階微分を含む有効理論の構築と輻射補正の構造を明らかにした。その際、電弱対称性の破れを正しく記述するよう、有効理論を非線形シグマ模型を用いて記述し、カイラルオーダーカウンティング則として、有効場の理論におけるループ展開と矛盾のない定式化を行うことで系統的な計算を可能とした。また、複合クォークや複合レプトン模型を念頭に置き、この有効理論を基づく現象論研究を展開した。
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