| 研究課題/領域番号 |
22K03602
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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 | 順天堂大学 |
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研究代表者 |
清 裕一郎 順天堂大学, 医学部, 先任准教授 (60571338)
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| 研究分担者 |
上坂 優一 九州産業大学, 理工学部, 特任講師 (60826618)
山中 真人 法政大学, 理工学部, 助手 (70585992)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | Lepton Flavor Violation / CLFV DIS / レプトン・フレーバーの破れ / レプトン・核子散乱実験 / ヘビー・クォーク |
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| 研究開始時の研究の概要 |
これまでの低エネルギー実験は、荷電レプトンのCLFV 稀崩壊に対して厳しい制限を得ることに成功してきた。一方、このような稀崩壊の探索では、親粒子よりも大きな質量の粒子への遷移は、エネルギー的に禁止されているので、 重いクォークと結合する CLFV 媒介粒子に対しては感度が悪い。そこで、本研究課題では、低エネルギーのファクトリー型実験と相補的な加速器実 験について研究することとし、終状態に重いクォークを含むレプトン・核子散乱における CLFV 探索・検証の理論的 手法の確立と、CLFV 相互作用の詳細を解き明かすためのオブザーバブルの構築とその 高精度計算を目指す。
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| 研究実績の概要 |
2023年の夏頃までに、レプトン・フレーバーの破れのあるスカラー相互作用の模型に対するコライダー実験でのシグナルの探索を終えて論文のドラフトを書き終えた。８月に清が頭部腫瘍摘出のための短期治療入院とその後の通院治療などで共同研究者たちとのコラボレーション・ミーティングの時間を確保できなくなりドラフトを論文として仕上げきることができなかった。その後大学での教育活動が一段落した2024年の３月からコラボーレションを再開し現在論文の仕上げのためのミーティングを再開しており、2024年度の夏頃までには論文として発表する予定である。
これまでに得られた科学的な知見は以下である。１）荷電レプトン・フレーバー(CLFV)を破るスカラー相互作用が存在する模型において、電子・核子散乱で重要となる有効相互作用は4つのオペレーターで記述される。 2)これらの4つのCLFV相互作用に対して現在までに得られているファクトリー実験やLHCからの制限を課して、CLFV相互作用の結合定数に制限をつけた。３）これまでの実験データの下で許される結合定数の上限値をとり、将来の電子・核子散乱でのCLFVシグナルの発見に対する感度を見積もった。
本研究のコラボレーション中に原子核中のミューオン崩壊からレプトン・フレーバーの破れを探索するμ→e崩壊に対するQED補正の共同研究を立ち上げ、中間段階の研究成果を2023年秋季の日本物理学会にて発表した。本研究課題と深く関わる研究テーマであり、CLFV探索の可能性としてμの新たな崩壊モードを調べたり、μ→e崩壊のバックグラウンドに対するQED補正を計算する予定である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
2023年に研究代表者である清が手術のための治療入院し、その後の通院治療や大学の業務が夏以降に忙しくなったことでコラボレーションをうまく統括できなかった。現在は回復しており２０２４年度の研究を遂行するのに問題はない。２０２４年の夏までには研究成果をまとめて論文として発表する予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
ドラフトまで出来上がっている論文を仕上げて2024年8月には出版できるように努める所存である。メインの研究計画は少し滞ったものの、本研究のコラボレーションから新たな研究テーマとして原子核中のミューオンのCLFV崩壊に対するQED補正を計算するというプロジェクトが生まれたので、こちらの研究も今後進めていきたい。
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