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ニュートリノのCP対称性の破れから探るフレーバーの対称性

公募研究

研究領域ニュートリノフロンティアの融合と進化
研究課題/領域番号 16H00862
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

谷本 盛光  新潟大学, 自然科学系, フェロー (90108366)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードフレーバー対称性 / ニュートリノのCPの破れ / シーソーモデル / 宇宙のバリオン生成 / ニュートリノ質量行列 / ニュートリノフレーバー混合 / CP対称性の破れ / ニュートリノ振動 / レプトジェネシス / マヨラナ位相
研究実績の概要

本研究の目的は、ニュートリノのCP対称性を破るディラック位相をフレーバー対称性の理論に基づいて正確に求める手法を確立すること、それをもとに、フレーバー対称性の存在を明らかにすることである。29年度では、フレーバー対称性を用いたminimal seesaw modelを提案し、CPを破るディラック位相の大きさを予言した。その設定は、まず重い右巻マヨラナニュートリノを二つだけ導入することによって未知パラメータの数を減らす。そして荷電レプトン質量行列の対角化ベースで、3x2のディラックニュートリノ質量行列にフレーバー対称性S4を課すことにより、行列要素間の関係を縛る。この対称性は、いわゆるフレーバーのtrimaximal混合を導く。さらに、minimal modelを求めるため、この設定で質量行列要素に可能なゼロ一つをおくことで未知パラメータ4個のモデルの構成に成功した。その予言は以下のようにまとめられる。
(1) このモデルはニュートリノの質量スペクトルは順階層型が好ましい。最も軽いニュートリノ質量はゼロである。
(2) ニュートリノのフレーバー混合角θ23はディラック位相δと強い相関を持ち、将来の実験でテストが可能である。とりわけ、現在の実験結果の1σ誤差のデータをインプットするとディラック位相δは±90°付近に予言される。この結果は、日本のT2K実験や米国のNova実験の最新結果と一致している。
(3) このモデルは位相パラメータが1個のみであるため、レプトジェ二シス機構を合わせ用いて、宇宙のバリオン非対称が議論可能である。宇宙のバリオン非対称で測定されている正の符号により、ディラック位相δの符号の予言が可能となった。その予言はモデルのニュートリノ質量行列に現れるパラメータkで決まることが明らかになった。
(4) 質量スペクトルが逆階層型の場合は、宇宙のバリオン生成は不可能である。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 6件、 招待講演 7件)

  • [雑誌論文] Neutrino CP violation and sign of baryon asymmetry in the minimal seesaw model2018

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Shimizu, Kenta Takagi, Morimitsu Tanimoto
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 778 ページ: 6-16

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2017.12.065

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dirac CP phase in the neutrino mixing matrix and the Froggatt-Nielsen mechanism with det [Mnu]=02017

    • 著者名/発表者名
      Yuya Kaneta, Morimitsu Tanimoto,. Tutomu Yanagida
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 770 ページ: 546-550

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2017.05.025

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Towards the minimal seesaw model via CP violation of neutrinos2017

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Shimizu, Kenta Takagi, Morimitsu Tanimoto
    • 雑誌名

      JHEP 1711 (2017) 201

      巻: 1711 号: 11 ページ: 201-228

    • DOI

      10.1007/jhep11(2017)201

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] CP violating phase from minimal texture neutrino mass matrix: Test of the phase relevant to leptogenesis2017

    • 著者名/発表者名
      Masataka Fukugita, Yuya Kaneta, Yusuke Shimizu, Morimitsu Tanimoto, Tutomu T. Yanagida
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 764 ページ: 163-166

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2016.11.024

    • 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 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Probing SUSY with 10 TeV stop mass in rare decays and CP violation of kaon2016

    • 著者名/発表者名
      Morimitsu Tanimoto, Kei Yamamoto
    • 雑誌名

      PTEP

      巻: 2016 号: 12 ページ: 123B02-123B02

    • DOI

      10.1093/ptep/ptw160

    • 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 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Occam’s razor in lepton mass matrices: The sign of the universe’s baryon asymmetry2016

    • 著者名/発表者名
      Yuya Kaneta, Yusuke Shimizu, Morimitsu Tanimoto, Tutom T. Yanagida
    • 雑誌名

      PTEP

      巻: 2016 号: 6 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1093/ptep/ptw079

    • 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 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] CP Theory I2018

    • 著者名/発表者名
      谷本盛光
    • 学会等名
      第31回ニュートリノ研究会 (宇宙線研究所)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Non-Abelian Discrete Groups and Neutrino Flavor Symmetry2018

    • 著者名/発表者名
      Morimitsu Tanimoto
    • 学会等名
      PPAP2018 (Hiroshima University)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Flavour and CP symmetries/CP violation2017

    • 著者名/発表者名
      Morimitsu Tanimoto
    • 学会等名
      Neutrino Institute: the quest for a new physics scale
    • 発表場所
      CERN, Geneva, Switzerland
    • 年月日
      2017-03-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Introduction to discrete group theory and their application2017

    • 著者名/発表者名
      Morimitsu Tanimoto
    • 学会等名
      Bethe Forum Discrete Symmetries (Bonn University)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Neutrino CP violation in the minimal seesaw model2017

    • 著者名/発表者名
      Morimitsu Tanimoto
    • 学会等名
      Launch 17 (MPIK, Heidelberg)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 新物理間接探索2016

    • 著者名/発表者名
      谷本盛光
    • 学会等名
      Flavor Physics Workshop 2016
    • 発表場所
      新潟市西蒲区岩室ゆもとやホテル
    • 年月日
      2016-10-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] eutrino Mass Matrix with Occam's Razor and the Sign of Universe's Baryon Asymmetry2016

    • 著者名/発表者名
      Morimitsu Tanimoto
    • 学会等名
      FLASY2016
    • 発表場所
      Federico Santa Maria University, Valparaiso, Chile
    • 年月日
      2016-09-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Neutrino Mass Matrix and the Sign of Universe's Baryon Asymmetry2016

    • 著者名/発表者名
      Morimitsu tanimoto
    • 学会等名
      Corfu Summer Institute
    • 発表場所
      Conference Hall, Corfu, Greece
    • 年月日
      2016-09-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

URL: 

公開日: 2016-04-26   更新日: 2018-12-17  

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