超対称性理論における高次補正効果の研究

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11440083
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 高エネルギー加速器研究機構
• 研究代表者: 清水 韶光 高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (20011744)
• 研究分担者: 加藤 潔 工学院大学, 工学部, 教授 (50152707) ; 中澤 宣也 工学院大学, 工学部, 教授 (50100342) ; 川端 節彌 高エネルギー加速器研究機構, 計算科学センター, 教授 (40152996) ; 金子 敏明 明治学院大学, 一般教育部, 教授 (40177522) ; 黒田 正明 明治学院大学, 一般教育部, 教授 (00170134)
• キーワード: 超対称性理論 / 高次補正 / ファインマン振幅 / GRACEシステム / 非線形ゲージ固定項

研究概要

GRACE/SUSYシステムには最小超対称性標準理論のファインマン則約3800個が全て導入されており、これに基づくファインマン振幅の自動生成ならびに崩壊確率、生成断面積を計算するプログラムの自動生成を行う。こうした自動計算システムにおける最も重要な点は自己検証機能を有することである。GRACE/SUSYシステムではゲージボソンの伝搬関数においてユニタリーゲージもしくはコバリアントゲージを選択することができる。これまでに電子、陽電子衝突反応における全4体生成過程を用いて上記のゲージ非依存性を確認してきた。今年度はさらに検証を徹底するため、あらゆる粒子および超対称性粒子を始状態とする2体→4体の全583,102過程を生成し、そのゲージ非依存性を確認した。この結果すべてのファインマン則が正しく導入されていることが確認された。
高次補正効果を組織的に計算するは1ループ計算に必要な相殺項のファインマン則の導入が不可欠である。その総数は最低次のファインマン則の数を上回る。このため、数式処理を用いて全相殺項の導入を行った。相殺項の検証は今後の実際の1ループを含む反応過程の計算における、紫外発散項の相殺の確認によって行う。
高次補正効果の具体的な計算として、荷電ヒッグス粒子がトップクォーク及びボトムクォークに崩壊する確率を計算した。その結果はAIHENP99で報告された。また、ウイーン大学のグループと研究交流を行い議論を行った。
1ループ補正計算の自己検証機能として有効であると考えられている非線形ゲージ固定項の導入の理論的側面および、GRACEシステムでの有効性を確認した。現在のところ標準理論の範囲でしか導入されていないが、1ループ補正計算の精度を制御できるという大きな長所があり、超対称理論への適用および、GRACE/SUSYシステムへの導入が今後の課題となる。

研究成果

• [文献書誌] T. Munehisa, J. Fujimoto, Y. Kurihara, Y. Shimizu: "A QED shower including the next-to-leading logarithm correction in e^+e^- annihilation"Progr. of Theor. Phys.. (掲載決定).
• [文献書誌] Y. Kurihara, J. Fujimoto, T. Ishikawa, Y. Shimizu, T. Munehisa: "(grcννγ) Event generator for the single photon and double photon emission associated with neutrino pair production"Compt. Phys. Commu.. (掲載決定).
• [文献書誌] G. Belanger et. al.: "Implementation of the nonlinear gauge into GRACE"Proceedings of AIHEP 99 Workshop.
• [文献書誌] J. Fujimoto, T. Ishikawa, T. Kaneko, K. Kato, M. Kuroda, V. Lafage, Y. Shimizu: "Automatic calculation of one-loop radiative corrections to SUSY processes with GRACE system"Proceedings of AIHEP 99 Workshop.
• [文献書誌] M. Kuroda, D. Schidknecht: "Born form approximation for e^+e^-→w^+w^-→4 fermions (+*)"Acta Phys. Polon.. B30. 3325-3339 (1999)
• [文献書誌] G. Belanger, F. Boudjema, T. Kon, V. Lafate: "Associated stop Higgs production at the linear collider"Eur. Phys. J.. C9. 511-520 (1999)