| 研究課題/領域番号 |
22K03620
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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 | 九州大学 |
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研究代表者 |
津村 浩二 九州大学, 理学研究院, 准教授 (40648101)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2025年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | ヒッグス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
拡張ヒッグス有効理論にもとづいてこれまで見逃されてきた理論空間を発見し, そこからヒッグスセクターの新原理に迫る。現在, 実験データの解析に使われている標準模型有効理論やヒッグス有効理論には, 理論に内包されている制約があり, その予言する現象は十分に一般的でない。そこで, より一般性の高い拡張ヒッグス有効理論を用いてヒッグス生成・崩壊過程の解析を行い, これまで見過ごされてきた新たな理論空間を見出す。
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| 研究実績の概要 |
拡張ヒッグス有効理論をフェルミオンセクターまで含めた形に拡張し、従来の有効理論では取り扱えなかった素粒子現象を記述する枠組みの構築を行い、具体的な高次補正の計算を行って、非自明な関係を導くことを目的として研究を行った。
また、スカラー場理論を低エネルギー有効理論と紫外完全な理論を作って比較することで新しい知見を見出すことを目指して次の研究を行った。直接検出実験の強い制限を巧みに避けられる擬南部ゴールドストンボソン暗黒物質について、ゲージ相互作用を起源とする安定な暗黒物質の可能性を追求した。同じく直接検出実験の強い制限を巧みに避けるフレーバー非保存の媒介粒子を持つ暗黒物質模型に対して、紫外完全な模型を構築した。
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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
フェルミオンセクターまで含めた拡張ヒッグス有効理論を用いて、１ループレベルの双極子型相互作用の係数を求めた。その結果、拡張ヒッグス有効理論において次数勘定を適切に行うと、４フェルミ型の相互作用と双極子型の相互作用の間に非自明な関係が得られた。
標準模型のヒッグスセクターには近似的なカストディアル対称性が存在する。同様の構造を暗黒ヒッグスセクターに持ち込むことで安定な擬南部ゴールドストンボソン暗黒物質を実現した。暗黒ゲージ対称性が自発的に破れるたあとに残る残存対称性（暗黒カストディアル対称性）により、暗黒物質が安定化するという新たなメカニズムを発見した。
フレーバー非保存の媒介粒子を持つ暗黒物質模型は確かに直接検出からの制限を巧みに避けることが出来るが、紫外完全な形でこの模型を実現すると高次補正を通じて暗黒物質が測られる可能性があることが分かった。
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| 今後の研究の推進方策 |
拡張ヒッグス模型の予言を引き続きまとめていき、異なる２つの実験結果を用いて比較できる形に持っていく。
暗黒物質模型については、大統一理論への埋め込みや、現実的なニュートリノ質量の実現などの観点から模型を完全なものにしていく。
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