| 研究課題/領域番号 |
23K03392
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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 | 大阪公立大学 |
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研究代表者 |
波場 直之 大阪公立大学, 大学院理学研究科, 教授 (00293803)
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| 研究期間 (年度) |
2023-04-01 – 2028-03-31
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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 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2027年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2026年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2025年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2024年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
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| キーワード | ニュートリノ / マヨラナ質量 / パリティの破れ / 大統一理論 / バリオン生成 / CPの破れ / 標準模型を超える物理 / 左右対称模型 / SO(10) GUT |
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| 研究開始時の研究の概要 |
素粒子の標準模型に存在する謎は、「標準模型を超える物理」解明の重要なヒントである。本研究は、「何故、ニュー トリノの質量は他のクォーク・レプトンに比べて遥かに小さいのか？」という標準模型の謎を中心に、「何故、弱い相互作用をするクォーク・レプトンは左巻きなのか？」「何故、陽子と電子の電荷の絶対値は21桁以上の精度で等しいのか？」「何故、物質は反物質に比べて多いのか？」といった他の謎も併せて解決を目指す。具体的には、標準模型を超える物理として左右対称模型や大統一理論などを考え、陽子崩壊や中間子の崩壊、ニュートリノ 振動等の相関に注目して取り組む。こうして、標準模型を超える物理の解明に挑戦する。
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| 研究実績の概要 |
(1): non-SUSY SO(10) GUTについて新しい研究を行なった。SO(10)が、Pati-Salam model、または、left-right symmetric modelのゲージ群に破れることを考え、SU(2)Rの破れと、パリティの破れや右巻きニュートリノのマヨラナ質量との相関を調査した。ミニマルなセットアップとして、ヒッグス場が10表現と126表現の複素スカラー場を考えた。このとき、標準模型湯川結合が実験値を再現するように解析した。解析の結果、以下の結果を得た。(a) 順階層の場合、ディラックCP位相δは、-2.4rad < δ < -1.2rad or 1.2rad < δ < 2.4radの範囲に入りやすい一方、δ ~ πにはならないことが分かった。(b) 順階層の場合、θ_23 > π/4 になりやすいことが分かった。(c) 順階層・逆階層どちらの場合でも、一番軽いニュートリノ質量は、Δm_21^2と比べて階層的に小さいことが分かった。
(2): Higgsとdark matterの、対称性で禁止できない高次の相互作用によって、適切な量のdark matterが初期宇宙においてフリーズイン機構で生成される可能性を示した。
(3): SU(5) GUTに45表現ヒッグス場を導入することで、ゲージ結合定数統一条件が満たされる場合、陽子崩壊についてKメソンへの崩壊がメイン・モードになり、ハイパーカミオカンデ実験で検証の可能性があることを示した。
(4): ニュートリノの極微質量がタイプ2シーソー機構で実現されている場合、ヒッグス・ポテンシャルの平坦方向からLボールが生成され、現在の宇宙の物質ー反物質非対称性が得られる可能性を示した。
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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
初期宇宙のSU(2)R相転移の重力波観測での検証可能性、Higgsとダークマターの（繰り込み不可能であるが対称性で禁止できない）相互作用によるバリオン生成機構の観測による検証可能性、超対称性標準模型におけるflat directionをインフラトンとみなし、さらに、その崩壊によってバリオンが生成される可能性の調査、なども遂行する予定であったが、時間とマンパワーの不足で完遂できなかった。
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| 今後の研究の推進方策 |
まず、SU(2)R相転移が引き起こす重力波観測の検証可能性、Higgsとダークマターの相互作用によるバリオン生成機構の検証可能性、超対称性標準模型におけるflat directionがインフラトンとなり、かつ、崩壊によってバリオンが生成される可能性の解析を完遂させる。次に、それらの研究とニュートリノ物理の関係を調べて、ニュートリノや標準模型を超える物理についての新しい知見を得る。
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