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ニュートリノが切り開くプランクスケールに存在する新しい物理

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 16H00871
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
研究機関島根大学

研究代表者

波場 直之  島根大学, 学術研究院理工学系, 教授 (00293803)

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
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード標準模型を超える新しい物理 / ニュートリノ / GUT / プランクスケール / インフレーション / 陽子崩壊 / 標準模型を超える物理 / ヒッグスポテンシャル / 右巻きニュートリノ / パリティの破れ / ユニタリティ / Multiple-point principle / CKMとPMNS / 古典的スケール不変性 / 電弱相転移 / 強結合ダイナミクス / シーソー機構 / ダークマター
研究実績の概要

素粒子の標準模型には、「何故、陽子と電子の電荷の絶対値が21桁以上の精度で等しいのか」などの重大な未解決な謎が存在し、それは、標準模型の背後に新しい物理理論の存在を示唆する。本研究では、ニュートリノを手がかりに新しい物理理論の解明を目指した。今年度は、新しい物理として大統一理論を考え、大統一理論が予言する核子崩壊について、大統一理論に基づく広汎な素粒子模型において、陽子寿命の上限を導出することに取り組んだ。特に、超対称性を持たない大統一理論の模型で、かつ「標準模型ゲージ群に分解されたマルチプレット」のうち一つか二つが将来の高エネルギー実験で観測可能である質量を持ち、更に、SU(5)ゲージ群が大統一のエネルギー・スケール以上で、漸近的自由性を持つものに関して、陽子寿命の上限を導出することを目指した。数値解析の結果、特異的に軽い「標準模型ゲージ群に分解されたマルチプレット」の選び方によっては、ハイパーカミオカンデ実験での検証が可能な陽子寿命の上限が得られることを示した。
また、初期宇宙に起きたことがほぼ確実なインフレーションに関連して、右巻きニュートリノの超対称粒子であるスニュートリノ2つが、インフラトンとカーバトンとして働く可能性について調べた。ニュートリノのディラック湯川相互作用は、ニュートリノの極微質量差とスニュートリノの崩壊幅に関係するので、local non-Gaussianityに関する予言を得た。この場合について、宇宙観測からスニュートリノ質量への制限を得た。

現在までの達成度 (段落)

平成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

平成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

    (26件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 1件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 7件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (11件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] University of Alabama(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] アラバマ大学(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] ダラム大学(英国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Proton lifetime upper bound in non-SUSY SU(5) GUT2019

    • 著者名/発表者名
      Haba Naoyuki、Mimura Yukihiro、Yamada Toshifumi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 99 号: 7 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1103/physrevd.99.075018

    • NAID

      130008153598

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sneutrinos as mixed inflaton and curvaton2018

    • 著者名/発表者名
      Haba Naoyuki、Takahashi Tomo、Yamada Toshifumi
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 2018 号: 06 ページ: 11-11

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2018/06/011

    • 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] Direct CP violation in Cabibbo-favored charmed meson decays and ε′/ε in SU(2)L × SU(2)R × U(1)B-L model2018

    • 著者名/発表者名
      Haba Naoyuki、Umeeda Hiroyuki、Yamada Toshifumi
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2018 号: 10

    • DOI

      10.1007/jhep10(2018)006

    • 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] Semialigned two Higgs doublet model2018

    • 著者名/発表者名
      Haba Naoyuki、Umeeda Hiroyuki、Yamada Toshifumi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 97 号: 3 ページ: 55018-55018

    • DOI

      10.1103/physrevd.97.035004

    • 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
  • [雑誌論文] Prediction on neutrino Dirac and Majorana phases and absolute mass scale from the CKM matrix2018

    • 著者名/発表者名
      Haba Naoyuki、Yamada Toshifumi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 97 号: 5

    • DOI

      10.1103/physrevd.97.055018

    • NAID

      130007736893

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] epsilon'/epsilon Anomaly and Neutron EDM in SU(2)L x SU(2)R x U(1)(B-L) model with Charge Symmetry2018

    • 著者名/発表者名
      N. Haba, H. Umeeda and T. Yamada
    • 雑誌名

      JHEP

      巻: 印刷中

    • 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
  • [雑誌論文] Multiple-point principle with a scalar singlet extension of the Standard Model2017

    • 著者名/発表者名
      Naoyuki Haba, Hiroyuki Ishida, Nobuchika Okada, Yuya Yamaguchi
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2017_01_013B03 号: 1 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1093/ptep/ptw186

    • 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] Strong dynamics in a classically scale invariant extension of the standard model with a flat potential2017

    • 著者名/発表者名
      Haba Naoyuki、Yamada Toshifumi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 95 号: 11 ページ: 1-22

    • DOI

      10.1103/physrevd.95.115016

    • 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
  • [雑誌論文] Multiple-point principle realized with strong dynamics2017

    • 著者名/発表者名
      Haba Naoyuki、Yamada Toshifumi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 95 号: 11 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1103/physrevd.95.115015

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heavy neutrino mixing in the T2HK, the T2HKK and an extension of the T2HK with a detector at Oki Islands2017

    • 著者名/発表者名
      Abe Yugo、Asano Yusuke、Haba Naoyuki、Yamada Toshifumi
    • 雑誌名

      The European Physical Journal C

      巻: 77 号: 12

    • DOI

      10.1140/epjc/s10052-017-5294-7

    • 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
  • [学会発表] Gravitational Waves from Inverse Electroweak Phase Transition2019

    • 著者名/発表者名
      波場直之, 山田敏史
    • 学会等名
      日本物理学会2019年年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Proton decay prediction from a gauge-Higgs unification scenario in five dimensions2018

    • 著者名/発表者名
      波場直之, 岡田宣親, 山田敏史
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Neutron EDM and ε'/ε in SU(2)L × SU(2)R × U(1)B-L model with charge symmetry2018

    • 著者名/発表者名
      波場直之, 梅枝宏之, 山田敏史
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Prediction on neutrino Dirac and Majorana phases and absolute mass scale from the CKM Matrix2018

    • 著者名/発表者名
      波場直之, 山田敏史
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] CKM phenomenology in the presence of flavor changing neutral Higgs2018

    • 著者名/発表者名
      波場直之, 梅枝宏之, 山田敏史
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Well-tempered Bino-Wino dark matter and proton decay2018

    • 著者名/発表者名
      山田敏史, 波場直之, 岡田宣親
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Heavy neutrino mixing in the T2HK, T2HKK, and an extension of the T2HK with an Oki detector2018

    • 著者名/発表者名
      朝野佑亮, 阿部裕悟, 波場直之, 山田敏史
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Model of a sneutrino inflaton and a sneutrino curvaton2017

    • 著者名/発表者名
      山田敏史, 波場直之, 高橋智
    • 学会等名
      日本物理学会2017年春季大会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Researching atmospheric tau neutrinos with LArTPC2017

    • 著者名/発表者名
      朝野佑亮, 波場直之, 山田敏史
    • 学会等名
      日本物理学会2017年春季大会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Classically scale invariant extension of the Standard Model and strong dynamics2017

    • 著者名/発表者名
      山田敏史, 波場直之
    • 学会等名
      日本物理学会2017年春季大会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Phenomenology of neutrinophilic two Higgs doublet models2017

    • 著者名/発表者名
      山田敏史, 波場直之, Weiland Cedric
    • 学会等名
      日本物理学会2017年春季大会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] ニュートリノが切り開くプランクスケールに存在する新しい物理

    • URL

      http://www.phys.shimane-u.ac.jp/haba_lab/kenkyuuhi06.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] ニュートリノが切り開くプランクスケールに存在する新しい物理

    • URL

      http://www.phys.shimane-u.ac.jp/haba_lab/kenkyuuhi06

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-26   更新日: 2022-02-22  

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