| 研究課題/領域番号 |
20J00046
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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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 | 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構 |
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研究代表者 |
千草 颯 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 特別研究員(PD)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 電弱真空の安定性 / 超対象模型 / ミューオンの異常磁気モーメント / パートンシャワー / ダークセクター / 電弱シャワー / 電子・陽電子加速器 / ヒッグス粒子 / 機械学習 / 電弱相互作用 / 消失飛跡探索 / 長寿命粒子探索 / 超対称模型 / 真空崩壊 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究の目的は、粒子加速器の実験結果への効率的なアプローチを提案することで、電弱相互作用を持つ新粒子の探索法を与え、理論的考察を通じて背後にある新物理模型を調査することである。新粒子に対する感度を上げる工夫として、「I. 消失飛跡を用いた新物理の性質の調査」に着目する。同時に「II. 標準模型の精密測定を用いた新粒子の探索」についても議論する。また「III. 電弱真空の安定性を用いたより一般の新物理模型の検証」の研究も行う。
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| 研究実績の概要 |
本年度までの研究実施状況としては、（I）電弱真空の安定性を用いた新物理模型の検証、および（II）パートンシャワーに対する量子干渉効果の定量的検証を行なった。以下では各研究内容について報告する。
（I）電弱真空の安定性を用いた新物理模型の検証
よく動機付けられた新物理模型の例として超対称模型に着目し、電弱真空の寿命を計算することで模型に対する制限を求めた。ここで特に、ミューオンの異常磁気モーメントに対する超対称模型からの寄与を考慮に入れ、近年の実験での観測値を説明可能なパラメーター領域に対して解析を行なった。前年度までの研究結果に加え、3世代すべてのスレプトンが模型に含まれるような一般的なセットアップを考えることで、第3世代スレプトンが真空期待値を持つような別の真空への真空崩壊が可能であり、これにより模型への制限がより厳しくなることを示した。この結果を現在論文にまとめており、近日中の公開を予定している。
（II）パートンシャワーに対する量子干渉効果の定量的検証
パートンシャワーは強い相互作用や高いエネルギースケールを考える際に必要不可欠な理論的手法であるが、シャワーに係る粒子に複数のフレーバーが存在し、かつ相互作用によってこれらのフレーバーが非自明に混ざり合う場合、古典的なパートンシャワーでは取り入れられない量子干渉効果が存在することが知られている。本研究では、こういった干渉効果を正しく取り入れるために提唱された量子コンピューターを用いた手法を応用し、論文ではダークセクターと呼んだ複数のフレーバーを持つ一般のセクターで干渉効果がどのような現象論的帰結を生むかを検証した。この結果は同様の構造を持つ模型に広く適用可能であり、特に非常に高エネルギーの反応における電弱セクターの振る舞いにも同様の干渉効果が期待できることが示唆された。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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