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ニュートリノ質量と高次元ゲージ理論

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 16H00872
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
研究機関東京女子大学

研究代表者

林 青司  東京女子大学, 現代教養学部, 教授 (80201870)

研究期間 (年度) 2016-06-30 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワードゲージ・ヒッグス統一理論 / 質量階層性 / ニュートリノ質量 / 高次元理論
研究実績の概要

かつて研究代表者が標準模型を超える理論の候補として提唱したゲージ・ヒッグス統一理論(GHU)では、ヒッグス粒子の起源は高次元的なゲージ・ボソンであるため、フェルミオン質量を記述する湯川結合は本来ゲージ結合定数である。これは、フェルミオン質量が世代に依らず普遍的に成るという、現実と全く合わない予言に導くことを意味し、一見GHU シナリオの致命的な欠点である様に思える。
しかし、実際にはGHU はクォーク等の階層的質量の構造を自然に(パラメターの微調整の必要無く)説明する枠組みを提供する事が分かる。具体的には、実測されているクォーク質量の対数を世代数の関数としてプロットすると、ほぼ直線上に乗ることが分かるが、これはクォーク質量が本来世代に依らず普遍的であり、それに世代数に比例した(“量子化”された)指数を持つ指数的抑制因子が作用して現実の質量階層性が生まれる事を強く示唆している。GHUは正にこうした性質を自然に説明し得るのである。実際、GHUではフェルミオン質量は上述の様に本来普遍的であり、また指数関数的抑制因子における指数の量子化も、余剰次元のトーラス中に磁気単極子を置くことによって、良く知られた磁荷の量子化により自然に実現されることが分かる。
当該年度の研究では、上で述べた階層的質量をGHU の枠内で自然に説明する機構の提唱、またそれを具現化する6次元時空上のGHU 模型の構築を学術論文において行い、論文を専門誌に掲載すると共に、国内外の研究集会、ワークショップ等で、その成果について講演を行った。
更に、ニュートリノに特徴的な非常に小さな質量をGHU の範疇でいかに実現するかというテーマに関しても研究を行い、いわゆるシーソー機構がGHUではType 1 とType 3 の混合したものになる、といった興味深い知見が得られ、これについても専門誌に学術論文を掲載した。

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

    (8件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 5件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Majorana neutrino masses in the scenario of gauge-Higgs unification2018

    • 著者名/発表者名
      K. Hasegawa and C.S. Lim
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2018 no.7 号: 7

    • DOI

      10.1093/ptep/pty072

    • 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] The implication of gauge-Higgs unificaion for the hierarchical fermion masses2018

    • 著者名/発表者名
      C.S. Lim
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2018 no.9 号: 9

    • DOI

      10.1093/ptep/pty092

    • 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] Few remarks on the Higgs boson decays in gauge-Higgs unification2016

    • 著者名/発表者名
      K. Hasegawa and C.S. Lim
    • 雑誌名

      Physical Review

      巻: D94 no.5 号: 5 ページ: 055021-055021

    • DOI

      10.1103/physrevd.94.055021

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] The implication of gauge-Higgs unification to the hierarchical fermion masses2018

    • 著者名/発表者名
      C.S. Lim (林 青司)
    • 学会等名
      Seminar @ KIAS, Mar.26, 2018
    • 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] Higgs physics in the scenario of gauge-Higgs unification2018

    • 著者名/発表者名
      C.S. Lim (林 青司)
    • 学会等名
      Workshop “BARAM (BrAinstorming on paRticle physics and Astrophysics phenoMenology)”
    • 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] Higgs boson decays and hierarchical quark masses in gauge-Higgs unification2017

    • 著者名/発表者名
      C.S. Lim (林 青司)
    • 学会等名
      Workshop on the Standard Model and Beyond(Corfu, Sep.2, 2017)
    • 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] The implication of gauge-Higgs unification to the hierarchical fermion masses2017

    • 著者名/発表者名
      C.S.Lim (林 青司)
    • 学会等名
      Workshop for Unification and Development of the Neutrino Science Frontier (2017) (Biwako Grand Hotel, Dec.11, 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Higgs and flavour physics in higher dimensional gauge theories2016

    • 著者名/発表者名
      C.S. Lim (林 青司)
    • 学会等名
      Flavour Physics Symposium
    • 発表場所
      Instituto Superior Tecnico, リスボン, ポルトガル
    • 年月日
      2016-10-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2016-07-04   更新日: 2019-12-27  

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