場の量子論における動的対称性の破れ

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02044104
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 牟田 泰三 広島大学, 理学部, 教授 (80025353)
• 研究分担者: 大野木 哲也 広島大学, 理学部, 助手 (70211802) ; 青木 健一 京都大学, 基礎物理学研究所, 助手 (00150912) ; 小平 治郎 広島大学, 理学部, 助手 (40127080) ; 山脇 幸一 名古屋大学, 理学部, 助手 (90135301) ; HILL C.T. Fermi国立加速器研究所, 理論部, 助教授 ; 喜久川 政吉 広島大学, 理学部, 助教授 (30033830) ; LOVE S.T. Purdue大学, 理学部, 教授 ; 福田 禮次郎 慶応義塾大学, 理工学部, 教授 (10027352) ; BARDEEN W.A. Fermi国立加速器研究所, 理論部, 教授
• キーワード: 自発的対称性の破れ / 電弱理論 / クォ-ク / レプトン / ヒッグス機構 / 繰り込み群 / トップクォ-ク / 複合模型

研究概要

素粒子の振舞いは標準模型と呼ばれるゲ-ジ場の理論で記述される。標準模型の中でもとりわけヒッグス機構の起源は未解決のままであり、これを探ることはより深い基本的理論への手がかりをつかむ上で重要である。本研究計画では、標準理論の中の電弱理論の対称性の破れを引き起こしているヒッグス機構を、動的観点から解明することを目標としている。
この大方針の下に、Bardeenらは、山脇・Miransky・棚橋及び南部によって提唱されたトップクォ-ク凝縮模型を詳細に調べ、トップクォ-ク及びヒッグス粒子の質量に対する信頼できる予言値を求めた。この予言値は、最近の精密な実験デ-タの解析から得られているトップクォ-ク質量に対する許される領域からはずれており、本模型か実験解析かのどちらかに重大な問題があることを示唆している。その後の更に詳しい分析や改良によってもほとんど結論は変わっておらず、大きな論争の的となっている。
一方、我々は広島において、主として凝縮する粒子はトップクォ-クでなくてSU(3)カラ-の高次元表現に属するクォ-クであるという模型を提唱し、理論的分析を行った。その結果、この新しいクォ-クの質量は約350Gevとなり、将来実験で見いだされ得るものであると考えられる。他方、この模型では、トップクォ-クの質量は150GeV程度となり、現在の実験デ-タと矛盾しない。
Bardeenらと我々は、これらの結果を踏まえて、それぞれの模型の問題点を検討しながら、それぞれの長所を生かした更に現実味のある模型を探りつつある。このための研究連絡として、Bardeen,Love,Parkeが広島を訪れ、牟田、小平、大野木及び大学院生がフェルミ国立加速器研究所を訪れた。

研究成果

• [文献書誌] T.Muta: "Gauge dependence of the effective potential for bilocal composite fields in Abelian gauge theories" Physical Review D. 41. 1296 (1990)
• [文献書誌] T.Muta: "Observable consequences of the strong coupling phase of QED hypothesized near the surface of largeーZ nuclei" Modern Physics Letters A. 5. 309 (1990)
• [文献書誌] T.Muta: "Dynamical electroweak symmetry breaking with colorーsextet quarks" Progress of Theoretical Physics. 85. 111-130 (1991)
• [文献書誌] K.Kikukawa: "Ultraviolet Fixed Structure of Renormalizable FourーFermion Theory in Less than Four Dimensions." Physics Letters B. 234. 497-502 (1990)
• [文献書誌] J.Kodaira: "Conservation Laws away from Criticality beyond the Lowest Order" Progress of Theoretical Physics. 83. 326-342 (1990)
• [文献書誌] K.ーI.Aoki: "Calculating the Decay Constant F_π" Progress of Theoretical Physics. 84. 683-701 (1990)
• [文献書誌] T.Oonogi: "Random SurFACE IN D〉1 Dimensional Space" 素粒子論研究. 81. F71-F78 (1990)
• [文献書誌] T.Oonogi: "Phase Transitions in MambuーGoto String Model with Extrinsic Curvature" Physics Letters B. (1991)
• [文献書誌] M.Komachiya: "Onーshell expansion of the effective action II Coherent state and S matrix" Physical Review D. 42. 2792-2805 (1990)
• [文献書誌] M.Sumino: "Classical Limit of the Generating Functional for the NonーEquilibrium statistical Mechanics" Journal of the physical society of Japan. 59. 3553-3562 (1990)
• [文献書誌] R.Fukuda: "Scale Invariant Formula for the Non Perturbative Quantity in Quantum Chromodynamics" Physics Letters B.
• [文献書誌] W.A Bardeen: "MINMAL DYNAMICAL SYMMETRY BREAKING OF THE STANDARD MODEL" Phys.Rev.D. 41. 1647-1660 (1990)
• [文献書誌] W.A.Bardeen: "ELECTROWEAK SYMMETRY BREAKING:TOP QUARK CONDENSATES" FERMILABーCONFー90/269ーT. (1990)
• [文献書誌] W.A.Bardeen: "ON THE SCALING PROPERTIES OF QUENCHED QED" Phys.Rev.D. 42. 3514-3519 (1990)
• [文献書誌] W.A.Bardeen: "FATE OF SCALE SYMMETRY IN SCALE INVARIANT QUANTUM ELECTRODYNAMICS" FermilabーPUBー90/123ーT. (1990)
• [文献書誌] M.Carena: "DYNAMICAL SYMMETRY BREAKING AND THE TOP QUARK MASS IN THE MINIMAL SUPERSYMMETRIC STANDARD MODEL" FermilabーPUBー90/?ーt.
• [文献書誌] W.A.Bardeen: "The Top Quark Mass in a Supersymmetric Standard Model With Dynamical Symmetry Breaking" Phys.Lett.B. 237. 235-241 (1990)
• [文献書誌] S.T.Love: "Dynamical Structure of Quenched QED" to appear in Proceedings of the International Workshop on Strong Coupling Gauge Theories and Beyond,Nagoya,Japan(Word Scientific,Singapore). (1991)
• [文献書誌] S.T.Love: "Scaling Dynamics of Quenched QED" to appear Proceedings of the XXV International Conference on High Energy Physics,Singapore 1990. (1991)
• [文献書誌] J.Frieman: "Natural Models of a Late Time Phase Transition" to be published.
• [文献書誌] T.Hill: "Calculable Norminimal Coupling of Composite Scalar Bosons to Gravity" FERMIーPubー91/31ーT. (1991)
• [文献書誌] T.Hill: "The View From the Top Quark" Fermilab Reports. (1991)
• [文献書誌] T.Hill: "Electroweak Symmetry Breaking by Fourth Generation Condensates and the Neutrino Spectrum" Phys.Rev.D.
• [文献書誌] T.Hill: "Can Oscillating Physics Explain an Apparently Periodic Uniヒerse?" Phys.Lett.B. 252. 343 (1990)
• [文献書誌] T.Hill: "Oscillating Scalar Fields and Hubble Constants" FERMILABーPUBー90/103ーT. (1990)
• [文献書誌] T.Hill: "Minimal Dynamical Symmetry Breaking of the Electroweak Interactions and m_<top>" Modern Phys,Lett.A. 5. 32 (1990)
• [文献書誌] T.Hill: "A Naturally Heavy Fourth Generation Neutrino" Phys.Lett.B. 241. 96 (1990)
• [文献書誌] W.A.Bardeen: "Minimal Dynamical Symmetry Breaking of the Standard Model" Phys.Rev.D. 41. 1647 (1990)
• [文献書誌] 福田 礼次郎: "マクロ系の量子力学" 丸善株式会社,