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2014 年度 実績報告書

ヒッグスセクターの理論的研究と加速器実験による次世代ラグランジアンの決定

研究課題

研究課題/領域番号 13J10031
研究機関富山大学

研究代表者

菊地 真吏子  富山大学, 理工学教育部, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードヒッグスセクター / 拡張ヒッグス模型 / 加速器実験 / ヒッグス結合定数 / 量子補正
研究実績の概要

まず、ソフトに破れたZ2対称性をもち二重項ヒッグス場が二つある模型に着目し、将来のヒッグス結合定数の精密測定を用いて模型の検証・同定をおこなえるかを研究した。この模型では、湯川相互作用が異なる4つのタイプが存在する。本研究では、hVV(V=W, Z)、hff(f=t, b, τ)、hhh結合をオンシェルくりこみ法を用いて1ループレベルで計算し、hVV結合が1%以上ずれた場合は、hbb結合とhττ合による模型の識別が1ループレベルでも可能であることを示した。また、将来の高輝度LHCやILCでヒッグス結合定数が精密に測定されたときに様々な結合定数の測定データを用いて内部パラメーターを抜き出すシミュレーション解析を行い、模型のパラメーターを精度よく抽出できることを示した。論文はNucl. Phys. Bに掲載された。
また、交付申請書の「研究実施計画」に記載したヒッグス結合定数の輻射補正の研究の他にも、拡張ヒッグス模型に現われる付加的ヒッグスボソンの加速器実験直接探索の研究も実施した。LHC Run-I(√s=7TeV)の同電荷対レプトンのイベント数データを用いて、ヒッグス3重項模型(標準理論のヒッグス場に3重項表現のヒッグス場が1つ加わった模型)に現れる複荷電ヒッグス場(H++)の質量に対し新たな制限を与える研究を行った。同電荷対Wボソンに崩壊するシナリオについて、H++が生成され同電荷対レプトンに崩壊するFiducial断面積についてQCDの高次補正の寄与も含めて計算し、下限値(60-68GeV以上)を与えた。論文にまとめ、Phys. Rev. Dに掲載された。さらにLHC√s=8TeVによる最新の同電荷レプトンのイベント数データを用いて電荷Wボソンに崩壊するシナリオで下限値をつける解析を行い、新たな制限(90GeV以上)を与えた。論文はPTEPへの掲載が決定した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

拡張ヒッグス模型においてのヒッグスボソン結合定数の量子補正を含めた精密計算の研究は、当初の計画の通りD+D模型について解析が進み、フル論文をまとめた。それに加えて、LHC実験における複荷電ヒッグスボソンの直接探索の研究も実施し、2つの論文にまとめた。さらに、イナート二重項模型のヒッグス結合定数の量子補正の研究にも着手し、現在論文執筆中である。

今後の研究の推進方策

既に着手しているイナート二重項模型におけるヒッグス結合定数の量子補正の研究を完成させる。イナート二重項模型に含まれる最も軽い中性の付加的ヒッグスボソンは暗黒物質の候補になり得て、イナート二重項模型の暗黒物質シナリオを将来のヒッグス結合精密測定を用いて検証できるか明らかにし、論文にまとめる。
次いで、ヒッグス1重項模型の量子補正を含めたヒッグス結合定数の研究に着手する。オンシェルくりこみ処方を構築し、様々なヒッグス結合定数を1ループレベルで評価し、標準理論の予言値とのずれのパターンで他の模型と識別できるか研究し、論文にまとめる。
これまで研究してきたヒッグス結合1ループ計算の数値計算プログラムをパッケージ化し、公開する準備をする。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (11件)

  • [雑誌論文] Fingerprinting the extended Higgs sector using one-loop corrected Higgs boson couplings and future precision measurements2015

    • 著者名/発表者名
      Shinya Kanemura, Mariko Kikuchi, Kei Yagyu
    • 雑誌名

      Nuclear Physics B

      巻: 896 ページ: 80-137

    • DOI

      10.1016/j.nuclphysb.2015.04.015

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] LHC Run-I constraint on the mass of doubly charged Higgs bosons in the same-sign diboson decay scenario2015

    • 著者名/発表者名
      Shinya Kanemura, Mariko Kikuchi, Kei Yagyu, Hiroshi Yokoya
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Radiative corrections to Higgs coupling constants in two Higgs doublet models2014

    • 著者名/発表者名
      Mariko Kikuchi
    • 雑誌名

      arXiv

      巻: 1412.0375 ページ: 1

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Bounds on the mass of doubly-charged Higgs bosons in the same-sign diboson decay scenario2014

    • 著者名/発表者名
      Shinya Kanemura, Mariko Kikuchi, Kei Yagyu, Hiroshi Yokoya
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 90 ページ: 115018

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.90.115018

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Radiative corrections to the Yukawa couplings in two Higgs doublet models2014

    • 著者名/発表者名
      Mariko Kikuchi
    • 雑誌名

      arXiv

      巻: 1406.2236 ページ: 1

  • [学会発表] ヒッグス結合定数の精密計算と将来の精密測定によるヒッグスセクターの構造決定2015

    • 著者名/発表者名
      菊地真吏子
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2015-02-21 – 2015-02-24
  • [学会発表] Exploring extended Higgs sectors by radiative corrections with future precision coupling measurements2015

    • 著者名/発表者名
      Mariko Kikuchi
    • 学会等名
      The 2nd Toyama International Workshop on "Higgs as a Probe of New Physics 2015" (HPNP2015)
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2015-02-11 – 2015-02-15
  • [学会発表] Exploring extended Higgs sectors by radiative corrections with future precision coupling measurements2014

    • 著者名/発表者名
      Mariko Kikuchi
    • 学会等名
      KEK Theory Meeting on Particle Physics Phenomenology (KEK-PH2014)
    • 発表場所
      高エネルギー加速器研究機構
    • 年月日
      2014-10-21 – 2014-10-24
  • [学会発表] ヒッグス結合定数の輻射補正と将来実験での精密測定による拡張ヒッグス模型の検証2014

    • 著者名/発表者名
      菊地真吏子
    • 学会等名
      日本物理学会2014年秋季大会
    • 発表場所
      佐賀大学
    • 年月日
      2014-09-18 – 2014-09-21
  • [学会発表] Radiative corrections to Higgs coupling constants in two Higgs doublet models2014

    • 著者名/発表者名
      Mariko Kikuchi
    • 学会等名
      International Workshop on Multi-Higgs Models 2014
    • 発表場所
      リスボン大学(ポルトガル)
    • 年月日
      2014-09-02 – 2014-09-05
  • [学会発表] ヒッグス結合定数の輻射補正と将来実験での精密測定による拡張ヒッグス模型の検証2014

    • 著者名/発表者名
      菊地真吏子
    • 学会等名
      基研研究会 素粒子物理学の進展2014
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2014-07-29 – 2014-08-01
  • [学会発表] Radiative corrections to Higgs coupling constants in two Higgs doublet models2014

    • 著者名/発表者名
      菊地真吏子
    • 学会等名
      加速器・物理合同ILC夏の合宿2014
    • 発表場所
      グリーンスコーレ関金(鳥取県)
    • 年月日
      2014-07-19 – 2014-07-22
  • [学会発表] Radiative corrections to Higgs coupling constants in two Higgs doublet models2014

    • 著者名/発表者名
      Mariko Kikuchi
    • 学会等名
      37th International Conference on High Energy Physics (ICHEP2014)
    • 発表場所
      Valencia Conference Centre (スペイン)
    • 年月日
      2014-07-02 – 2014-07-09
  • [学会発表] Radiative corrections to Higgs coupling constants in two Higgs doublet models2014

    • 著者名/発表者名
      Mariko Kikuchi
    • 学会等名
      The 20th International Symposium on Particles, Strings and Cosmology (PASCOS 2014)
    • 発表場所
      ワルシャワ大学(ポーランド)
    • 年月日
      2014-06-22 – 2014-06-27
  • [学会発表] Radiative corrections to Higgs coupling constants in two Higgs doublet models2014

    • 著者名/発表者名
      Mariko Kikuchi
    • 学会等名
      第36回ILC一般会議
    • 発表場所
      高エネルギー加速器研究機構
    • 年月日
      2014-06-21
  • [学会発表] ヒッグス結合定数の指紋照合による新物理の検証2014

    • 著者名/発表者名
      菊地真吏子
    • 学会等名
      第42回北陸信越地区素粒子論グループ研究会
    • 発表場所
      金沢市キゴ山ふれあいの里
    • 年月日
      2014-05-16 – 2014-05-18

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公開日: 2016-06-01  

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