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レプトン異常磁気能率の高精度理論計算

研究課題

研究課題/領域番号 23540331
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

仁尾 真紀子  独立行政法人理化学研究所, 仁科加速器研究センター, 仁科センター研究員 (80283927)

研究協力者 木下 東一郎  Cornell University, Newman Laboratory for Elementary-particle physics, Goldwin-Smith Professor, Emeritus
研究期間 (年度) 2011-04-28 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2012年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2011年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード電子 / ミュー粒子 / 異常磁気能率 / 量子電気力学 / 数値計算 / 国際研究者交流(米国) / 国際研究者交流 米国 / 国際情報交換 / 国際情報交流(米国) / ミューオン
研究成果の概要

本研究では、電子およびミュー粒子(レプトン)が生来的に持つ磁気的な性質、特に異常磁気能率と呼ばれる量(g-2)を、量子電磁気学(QED)理論計算により数値的に求めることを目的とした。求めた理論値と実験値で精密検証を行い、素粒子標準理論の破綻を探索し、新しい物理学のヒントを得ることが究極の目標である。
レプトンg-2で高精度検証を実行するには、QEDにおいては微細構造定数αの5乗、すなわち摂動の10次までのαの係数の値が必要となる。本研究ではこのQED摂動10次の項で未知であったものをすべてを計算した。また、電子g-2の実験値とQED理論式から微細構造定数αの値を新たに決定した。

報告書

(5件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 2011 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2015 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 7件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Tenth-order electron anomalous magnetic moment: Contribution of diagrams without closed lepton loops2015

    • 著者名/発表者名
      Tatsumi Aoyama, Masashi Hayakawa, Toichiro Kinoshita, and Makiko Nio
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 91 号: 3 ページ: 033006-033006

    • DOI

      10.1103/physrevd.91.033006

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 素粒子物理の相互作用」   ~微細構造定数~2013

    • 著者名/発表者名
      仁尾 真紀子
    • 雑誌名

      数理科学

      巻: 599 ページ: 40-45

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Tenth-Order QED Contribution to the Electron g-2 and an Improved Value of the Fine Structure Constant2012

    • 著者名/発表者名
      T.Aoyama, M.Hayakawa, T.Kinoshita and M.Nio
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 109 号: 11 ページ: 111807-111807

    • DOI

      10.1103/physrevlett.109.111807

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Complete Tenth-Order QED Contribution to the Muon g-22012

    • 著者名/発表者名
      T.Aoyama, M.Hayakawa, T.Kinoshita and M.Nio
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 109 号: 11 ページ: 111808-111808

    • DOI

      10.1103/physrevlett.109.111808

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum electrodynamics calculation of lepton anomalous magnetic moments: Numerical approach to the perturbation theory of QED2012

    • 著者名/発表者名
      T.Aoyama, M.Hayakawa, T.Kinoshita and M.Nio
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2012 号: 1 ページ: 107-107

    • DOI

      10.1093/ptep/pts030

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tenth-order QED contribution to the lepton anomalous magnetic moment: Sixth-order vertices containing an internal light-by-light-scattering subdiagram2012

    • 著者名/発表者名
      Tatsumi Aoyama, Masashi Hayakawa, Toichiro Kinoshita, and Makiko Nio
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 85 号: 9 ページ: 93013-93013

    • DOI

      10.1103/physrevd.85.093013

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tenth-Order QED Lepton Anomalous Magnetic Moment---Eighth-Order Vertices Containing a Second-Order Vacuum Polarization2012

    • 著者名/発表者名
      T.Aoyama, M.Hayakawa, T.Kinoshita, M.Nio
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 85 号: 3 ページ: 93013-93013

    • DOI

      10.1103/physrevd.85.033007

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tenth-Order Lepton Anomalous Magnetic Moment--Sixth-Order Vertices Containing Vacuum-Polarization Subdiagrams2011

    • 著者名/発表者名
      T.Aoyama, M.Hayakawa, T.Kinoshita, M.Nio
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 84 号: 5 ページ: 53003-53003

    • DOI

      10.1103/physrevd.84.053003

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] QED tenth-order contribution to the electron g-2 and a new value of the fine structure constant2015

    • 著者名/発表者名
      Makiko Nio
    • 学会等名
      Fundamental Constants Meeting 2015
    • 発表場所
      Hotel Frankenbach, Eltville, Germany
    • 年月日
      2015-02-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Tenth-order QED calculation of the lepton anomalous magnetic moments and precision determination of the fine-structure constant2013

    • 著者名/発表者名
      Makiko Nio
    • 学会等名
      5th GCOE International Symposium, "Weaving science web beyond particle-Matter hierarchy"
    • 発表場所
      東北大学、仙台
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Tenth-order QED contributions to the lepton amonalous magnetic mement2012

    • 著者名/発表者名
      Makiko Nio
    • 学会等名
      43rd Annual Meeting of the American Physical Society, Division of Atomic, Molecular and Optical Physics
    • 発表場所
      Hyatt Regency, Orenge County, CA, USA
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] 物理学史上、最も精密な理論計算値 -電子の磁気能率の大きさを1.3兆分の1の精度で決定-

    • URL

      http://www.riken.jp/pr/press/2012/20120910/digest/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 物理学史上、最も精密な理論計算値 -電子の磁気能率の大きさを1.3兆分の1の精度で決定-

    • URL

      http://www.riken.go.jp/pr/press/2012/20120910/digest/

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

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公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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