原子核中のミューオン電子転換とその背景事象に対するQED補正と有効理論の開発

• 研究課題/領域番号: 25K07325
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 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
• 研究機関: 順天堂大学
• 研究代表者: 清 裕一郎 順天堂大学, 医学部, 先任准教授 (60571338)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2029-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2028年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2027年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2026年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2025年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: レプトン・フレーバーの破れ / QED補正 / ミューオン原子 / 有効理論の開発

研究開始時の研究の概要

本研究課題では、μ-e転換およびその背景事象である原子核中のミューオン崩壊に対するQED補正を計算する。これらは原子核が作るクーロン電場中のQED輻射補正であり、摂動論的な取り扱いを超えた解析が必要である。本研究では、ミューオンに対して非相対論的QEDを適用し、終状態の電子の波動関数の計算には、ポテンシャル中のソフト・コリニア有効理論を開発して対応する。有効理論が確立され、QED補正を系統的に計算できるようになれば、ミューオン-電子転換に対する理論計算の精度が大きく向上し、将来的には荷電レプトン・フレーバーの破れの探索実験が、より高精度な測定を可能とする実験へと発展することが期待される。