| 研究課題/領域番号 |
21K03583
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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 | 岡山理科大学 |
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研究代表者 |
大熊 一正 岡山理科大学, 基盤教育センター, 教授 (80367507)
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| 研究分担者 |
長尾 桂子 岡山理科大学, 理学部, 准教授 (90707986)
植田 高寛 順天堂大学, 医学部, 准教授 (50469871)
馬渡 健太郎 岩手大学, 教育学部, 教授 (90814096)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
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| キーワード | トップクォーク / ILC / FCNC / レプトンコライダー / 有効場の理論 / 新物理探索 / 暗黒物質 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
物質を構成する最小単位である素粒子の振る舞いは，今日，標準模型と呼ばれる特殊相対性理論と量子力学からなる場の量子論に基づく模型によって，精度良く記述される．しかしながら，この模型は，宇宙における観測から，その存在が強く示唆されている暗黒物質を含んでいないため，拡張する必要がある．
そこで，本研究では，現在，人工的に作り出せ，その性質を観測可能な素粒子としては，最も重いトップクォークの生成過程に着目する．そして，その過程に寄与し得る標準模型の枠組みを超えた物理の観測可能性を理論的に可能な限り一般性を保ちつつ調査する．
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| 研究成果の概要 |
トップクォークは非常に重い素粒子であり，日本での実験実施が期待されているILC（国際リニアコライダー）が初期に予定しているエネルギーでは，2つ同時に生成することはできず，1つだけなら生成され得る．このような単生成が確認された場合，現在の素粒子物理における標準模型では説明が難しい現象が関与している可能性がある．特に，フレーバーを変える中性粒子の相互作用（FCNC）が関係していると考えられ，その観測は新たな物理の存在を示す重要な手がかりとなる．本研究では，この過程についてコンピューターシミュレーションを用いて解析し，標準模型を超える物理の探索方法を探った．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は，トップクォークの単一生成過程に注目し，標準模型では極めて抑制されるFlavor-Changing Neutral Current（FCNC）の検出可能性をシミュレーションにより検討したものである．得られた成果は，標準模型を超える新たな物理現象の存在を探る手がかりとなり，素粒子物理学における標準模型の理論的拡張に寄与する学術的意義を有する．また，日本が中心となって推進する国際リニアコライダー（ILC）の科学的価値を多面的に示すことにもつながり，今後の大型加速器計画に対する社会的理解と関心の促進にも貢献し得る．
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