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超弦理論の低エネルギー領域の有効理論にしばしば現れる余分なU(1)対称性の現象論的特性について様々な側面から検討を行った。本研究において得られた主たる成果の概要は、以下の通りである。
1.超弦理論の有効理論にしばしば現れる余分なU(1)対称性とゲージ-重項の存在する模型は超対称標準模型に内在するμ問題を解決する可能性を持ち、その現象論的特性を詳しく調べることは大変興味深い問題といえる。特に、この種の模型においては、余分なU(1)ゲージ場とゲージ-重項のフェルミオンパートナーによりニュートラリーノ部分か拡張されるため、それらの関与する現象においては最小超対称標準模型からズレが現れ得る。ニュートラリーノの崩壊、電子の電気双極子能率、μ→eγはその代表例である。ここでは、これらの過程をU(1)ゲージ-ノの運動項混合の効果を考慮しつつ解析し、超対称標準模型からのずれが無視できない程度に現れ得ることを指摘した。これらの結果は、自然界が超対称にできている場合、余分なU(1)対称性の存在を検証する新たな手段として使える可能性があることを意味しており、大変興味深い。
2.1.で調べた模型はある特別な条件下で小さなニュートリノ質量の実現を可能とする。一方、この種の模型は湯川結合定数への群論的制限が弱いため、ニュートリノ質量行列について通常の統一模型から期待きれるものとは大きく異なる構造をもたらし得る。この特性に焦点をあて、複数個の左巻きニュートリノの存在を仮定し、さらにひとつの極めて質量の大きい左巻きニュートリノと他のニュートリノの間の混合を基礎的仮定とすることで、太陽ニュートリノ問題と大気ニュートリノ問題および暗黒物質の3つを同時に説明する可能性を持つ模型の構成を行った。同時に、この模型の初期宇宙での元素合成や他のニュートリノ振動実験との関係についても調べた。
3.1.で調べた模型が実際にμ問題への解として機能し得るか否かは、電弱相互作用に対する精密実験との整合性と輻射補正による対称性の破れを同時に満たすパラメータ領域を調べることで確認できる。余分なU(1)対称性の導入は異なるU(1)の運動項による混合という新たな現象をもたらしうるが、この効果を考慮に入れた上での解析を実行した。現時点で、U(1)の運動項による混合効果は無視できない効果を持ちうることを確認している。現在、この解析で得られた結果を繰り込み群を用いて、高エネルギー領域での条件に読み直す解析を進めつつある。
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