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ニュートリノ質量模型とレプトン数・フレーバーの破れた過程の関連

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 26105503
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
研究機関埼玉大学

研究代表者

太田 俊彦  埼玉大学, 理工学研究科, 研究支援者 (20649652)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード素粒子論 / 素粒子実験 / ニュートリノ / 加速器 / 宇宙物理
研究実績の概要

レプトン数の破れた過程は、現在の宇宙における粒子・反粒子の非対称の原因解明に関わるため非常に重要であり、また素粒子標準理論を超え、それを包含するより本質的な枠組みの構築への手がかりともなり得る。レプトン数の破れを検証する有効な方法として、現在多くの実験で「無ニュートリノ二重ベータ崩壊過程」が探索されている。実験の主要な目的はニュートリノの質量項がレプトン数を破っているか否かの検証であるが、レプトン数を破る新物理からの寄与に対しても非常に高い感度を有しているという点に特に着目して研究を行っている。次世代実験の新物理に対する感度はテラ電子ボルトスケールであり、新物理探索に於いてLHC実験と相補的な役割を果たすことが期待できる。本研究は、無ニュートリノ二重ベータ崩壊過程に寄与する新物理の可能性を網羅的・系統的に調べ上げ、高エネルギー・スケールで実現される理論模型の構築ならびに峻別・特定に寄与することを主要な目的としている。本年度は、ニュートリノの媒介による増幅効果を含むレプトン数の破れた相互作用(質量次元7の有効相互作用)の起源を網羅的に調べ上げ、ニュートリノ質量との関係を明らかにする論文を上梓した。
IceCube実験は着々と高エネルギー宇宙ニュートリノ事象を蓄積し、より高統計なスペクトルを継続的に発表している。本研究では、そのスペクトルの特徴的な振る舞い(具体的にはあるエネルギー領域におけるイベント欠損)を説明する新レプトン相互作用を提案し、それがミューオン異常磁気能率の実験値と理論値のズレをも説明できることを示した。本年度は、宇宙ニュートリノのフラックスの計算を精密化し、高統計データを用いた新レプトン力の検証に備える論文をPhysical Review D誌に発表した。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] MeV scale leptonic force for cosmic neutrino spectrum and muon anomalous magnetic moment2016

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Araki, Fumihiro Kaneko, Toshihiko Ota, Joe Sato, and Takashi Shimomura
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 93 号: 1 ページ: 013014-013014

    • DOI

      10.1103/physrevd.93.013014

    • 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] Double beta decay and neutrino mass models2015

    • 著者名/発表者名
      J.C. Helo, M. Hirsch, T. Ota, and F.A. Pereira dos Santos
    • 雑誌名

      JHEP

      巻: 1505, 092 号: 5 ページ: 1-40

    • DOI

      10.1007/jhep05(2015)092

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Effective Field Theory Approach to b→sll(′), B→K(*)νν-bar and B→D(*)τν with Third Generation Couplings2015

    • 著者名/発表者名
      L. Calibbi, A. Crivellin, and T. Ota
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett.

      巻: 115, 181801 号: 18 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1103/physrevlett.115.181801

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Cosmic neutrino spectrum and the muon anomalous magnetic moment in the gauged Lμ-Lτ model2015

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Araki, Fumihiro Kaneko, Yasufumi Konishi, Toshihiko Ota, Joe Sato, Takashi Shimomura
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 91 号: 3 ページ: 037301-037301

    • DOI

      10.1103/physrevd.91.037301

    • 関連する報告書
      2014 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] LHC tests of light neutralino dark matter without light sfermions2014

    • 著者名/発表者名
      Lorenzo Calibbi, Jonas M. Lindert, Toshihiko Ota, Yasutaka Takanishi
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 1411 号: 11 ページ: 106-128

    • DOI

      10.1007/jhep11(2014)106

    • 関連する報告書
      2014 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] 企画公演「宇宙ニュートリノから探る新物理」2016

    • 著者名/発表者名
      太田俊彦
    • 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
    • 招待講演
  • [学会発表] Mind the Gap on IceCube2015

    • 著者名/発表者名
      Toshihiko Ota
    • 学会等名
      Crossroads of neutrino physics
    • 発表場所
      Mainz University, Germany
    • 年月日
      2015-07-20
    • 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] Mind the Gap on IceCube2014

    • 著者名/発表者名
      Toshihiko Ota
    • 学会等名
      新学術領域「ニュートリノフロンティア」研究会
    • 発表場所
      富士カーム, 富士吉田市
    • 年月日
      2014-12-21 – 2014-12-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Mind the Gap on IceCube2014

    • 著者名/発表者名
      Toshihiko Ota
    • 学会等名
      NuPhys 2014
    • 発表場所
      University of London Queen Mary, UK
    • 年月日
      2014-12-15 – 2014-12-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Systematic decomposition of the neutrinoless double beta decay operator2014

    • 著者名/発表者名
      Toshihiko Ota
    • 学会等名
      Neutrino 2014
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      2014-06-02 – 2014-06-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-28  

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