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レプトン数の破れから探る宇宙バリオン数生成機構の解明

公募研究

研究領域宇宙の歴史をひもとく地下素粒子原子核研究
研究課題/領域番号 15H01031
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関新潟大学

研究代表者

淺賀 岳彦  新潟大学, 自然科学系, 准教授 (70419993)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード素粒子理論 / ニュートリノ / 宇宙バリオン数 / レプトン数の破れ
研究実績の概要

宇宙における物質の数と反物質の数との差、つまり宇宙バリオン数の起源の解明を目指し、新しい素粒子理論の枠組みを検討した。特に、素粒子標準模型に、電弱スケール以下の質量をもつ「軽い右巻きニュートリノ」を新たに導入した拡張理論を考察した。この模型の特徴は、宇宙バリオン数の起源だけでなく、ニュートリノ質量起源も同時に説明できる点である。さらに、新粒子の質量が軽いために、実験検証が可能という特徴も持つ。本課題ではこの「軽い右巻きニュートリノ」が引き起こすレプトン数を破る現象を研究した。

今年度の研究成果の一つとして、「軽い右巻きニュートリノ」が引き起こすニュートリノを伴わない二重ベータ崩壊が上げられる。この崩壊過程はレプトン数をふたつ破る過程であり、標準模型では禁止される。そのため、新物理発見のための重要な反応である。我々は、この過程に対する「軽い右巻きニュートリノ」の寄与を定量的に評価し、その質量が500MeV程度の場合には通常のマヨラナニュートリノに対し付加的な寄与を与え、崩壊を加速させることを示した。この成果は、今後のKamLAND-Zen実験等での観測可能性が高くなることを示しており、幅広い分野に重要なインパクトを与えた。

また、B中間子のレプトン数を破る崩壊過程についても研究成果がある。この過程は、中間状態に「軽い右巻きニュートリノ」が媒介することにより生じる。我々は、この過程の反応率を定量的に評価し、今後のBelle-II実験、およびFuture Circular Collider(FCC)計画での測定感度を求めた。その結果、これらの実験計画で検証可能性がある事を指摘した。特に、FCC計画では右巻きニュートリノの混合角の大きさとして千分の一程度まで検証可能であることを示した。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 3件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] On neutrinoless double beta decay in the nuMSM2016

    • 著者名/発表者名
      T. Asaka, S. Eijima and H. Ishida
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 762 ページ: 371-375

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2016.09.044

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Lepton number violation by heavy Majorana neutrino in B decays2016

    • 著者名/発表者名
      T. Asaka and H. Ishida
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 763 ページ: 393-396

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2016.10.070

    • NAID

      130006709933

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A facility to search for hidden particles at the CERN SPS: the SHiP physics case2016

    • 著者名/発表者名
      S. Alekhin, W. Altmannshofer, T. Asaka et al
    • 雑誌名

      Reports on Progress in Physics

      巻: 79 号: 12 ページ: 124201-124201

    • DOI

      10.1088/0034-4885/79/12/124201

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Probing heavy neutrinos in the COMET experiment2016

    • 著者名/発表者名
      Takehiko Asaka, Atsushi Watanabe
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2016 号: 3 ページ: 033B03-033B03

    • DOI

      10.1093/ptep/ptw011

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Perturbativity in the seesaw mechanism2016

    • 著者名/発表者名
      Takehiko Asaka, Takanao Tsuyuki
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 753 ページ: 147-149

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2015.12.013

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Seesaw mechanism at electron-electron colliders2015

    • 著者名/発表者名
      Takehiko Asaka, Takanao Tsuyuki
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 92 号: 9 ページ: 094012-094012

    • DOI

      10.1103/physrevd.92.094012

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Enhancement of the effective mass of 0 nu beta beta decay in the nuMSM2017

    • 著者名/発表者名
      石田裕之 (連名:淺賀岳彦, 永島伸多郎)
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス (大阪府・豊中市)
    • 年月日
      2017-03-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Lepton number violation by heavy Majorana neutrino in B decays2017

    • 著者名/発表者名
      淺賀岳彦 (連名:石田裕之)
    • 学会等名
      日本物理学会第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス (大阪府・豊中市)
    • 年月日
      2017-03-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Physics of right-handed neutrinos with GeV-scale masses2017

    • 著者名/発表者名
      T. Asaka
    • 学会等名
      The 3rd Toyama International Workshop on "Higgs as a Probe of New Physics 2017"
    • 発表場所
      富山大学五福キャンパス (富山県・富山市)
    • 年月日
      2017-03-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Lepton number violation by heavy Majorana neutrino in B decays2016

    • 著者名/発表者名
      淺賀岳彦
    • 学会等名
      第21回新潟・山形合宿
    • 発表場所
      国立磐梯青少年交流の家 (福島県・耶麻郡猪苗代町)
    • 年月日
      2016-11-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Lepton number violation by heavy Majorana neutrino in B decays2016

    • 著者名/発表者名
      T. Asaka
    • 学会等名
      Flavor Physics Workshop 2016
    • 発表場所
      岩室温泉ゆもとや (新潟県・新潟市)
    • 年月日
      2016-10-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Basic oscillation measurables in the neutrino pair beam2016

    • 著者名/発表者名
      淺賀岳彦 (連名:田中実、吉村太彦)
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      宮崎大学木花キャンパス (宮崎県・宮崎市)
    • 年月日
      2016-09-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Lepton number violations in the seesaw mechanism2016

    • 著者名/発表者名
      淺賀岳彦
    • 学会等名
      松江素粒子物理学研究会
    • 発表場所
      島根大学 松江キャンパス (島根県・松江市)
    • 年月日
      2016-03-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Perturbativity in the seesaw mechanism2016

    • 著者名/発表者名
      露木孝尚(連名:淺賀岳彦)
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学 泉キャンパス (宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Search for right-handed neutrinos in the seesaw mechanism2015

    • 著者名/発表者名
      淺賀岳彦
    • 学会等名
      Particle Cosmology and beyon 2015
    • 発表場所
      金沢市アートホール (石川県・金沢市)
    • 年月日
      2015-11-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Baryogenesis and 0νββ decay in the νMSM2015

    • 著者名/発表者名
      石田裕之(連名:淺賀岳彦、永島伸多郎)
    • 学会等名
      日本物理学会 2015年秋季大会
    • 発表場所
      大阪市立大学 杉本キャンパス (大阪府・大阪市)
    • 年月日
      2015-09-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Physics of right-handed neutrinos2015

    • 著者名/発表者名
      淺賀岳彦
    • 学会等名
      基研研究会 素粒子物理学の進展2015
    • 発表場所
      京都大学 基礎物理学研究所 (京都府・京都市)
    • 年月日
      2015-09-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Neutrino theory of everything? dark matter, baryogenesis, neutrino mass2015

    • 著者名/発表者名
      淺賀岳彦
    • 学会等名
      25th International Workshop on Weak Interactions and Neutrinos (WIN2015)
    • 発表場所
      MPIK Heidelberg, Heidelberg (Germany)
    • 年月日
      2015-06-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] レプトン数の破れから探る宇宙バリオン数生成2015

    • 著者名/発表者名
      淺賀岳彦
    • 学会等名
      「宇宙の歴史をひもとく地下素粒子原子核研究」2015年領域研究会
    • 発表場所
      神戸大学百年記念館 六甲ホール (兵庫県・神戸市)
    • 年月日
      2015-05-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-28  

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