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フレーバー物理におけるアノマリーから探る新物理の理論研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K03947
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
研究機関名古屋大学

研究代表者

戸部 和弘  名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (20451510)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 完了 (2024年度)
配分額 *注記
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワードフレーバーアノマリー / レプトクォーク / B中間子崩壊 / フレーバー物理 / 標準模型を超える物理
研究開始時の研究の概要

B中間子の幾つかの崩壊現象で報告されている食い違い(アノマリー)を説明する新物理の候補として、レプトンとクォーク両方と結合するレプトクォークを含む理論がある。このような理論は、我々が今まで研究してきたミュー粒子異常磁気能率にも大きな効果を及ぼすものもあり、B中間子崩壊のアノマリーとミュー粒子異常磁気能率のアノマリーを複数同時に説明できるレプトクォークの理論は可能なのかを、本研究では明らかにしようとする。こうしたアノマリーを手がかりにした模型構築及びその現象論的解析から、レプトクォークを含む理論で、より統一性を持った素粒子理論を構築出来るのかを研究する。

研究成果の概要

近年、Bファクトリー実験やLHCb実験でB→Dτν、B→Kνν、B→Kμμ、などのB中間子崩壊現象で、素粒子標準理論の予言との食い違いが報告されている。もしこれが標準理論を超える新物理による効果だとしたら、これは新物理の重要なヒントになり得る。よって本研究では、上で挙げた食い違いのあるB中間子崩壊過程の全てに寄与し得るR2レプトクォークについて特に調べた。b→s遷移をともなうB→Kννなどの現象は同時にB中間子混合も引き起こすために制限が強く、得られる食い違いは限定的であることがわかった。B→Kμμも同様な制限があるが、量子効果による増大が見込まれるので、現在詳細を解析中である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

報告されている食い違いを説明できるか、できないかを明らかにするだけでなく、他の現象と相関があるのか、無いのか、他の理論の予言とどのような違いがあるのか、がわかることで、将来的に、さまざまな実験から、現在報告されている食い違いから動機づけされたさまざまな理論を検証できる可能性がある。あわよくば、この食い違いが本当に標準理論を超える新しい理論によるものだとすれば、新しい理論の発見につながる可能性があり、さまざまな理論を詳しく研究することは非常に意義があることだと思う。

報告書

(6件)
  • 2024 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2025 2022

すべて 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] Scalar Leptoquark Phenomenology Motivated by B Meson Anomalies2025

    • 著者名/発表者名
      内山健(ポスター発表)
    • 学会等名
      The 6th KMI International Symposium
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Phenomenology of leptoquarks motivated by muon g-2 anomaly2022

    • 著者名/発表者名
      戸部和弘
    • 学会等名
      日本物理学会年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2026-01-16  

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