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2015 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 / 加速器実験 / ヒッグスボソン結合定数 / 輻射補正 / 新物理模型
研究実績の概要

二つの方向からヒッグスセクターの構造に関する研究を行った。
研究Aでは、国際線形加速器(ILC)実験での発見されたヒッグスボソンhの崩壊分岐比精密測定を用いて最小超対称標準模型(MSSM)に含まれる付加的ヒッグスボソンの質量(mA)を間接的にどこまで探索可能かを研究した。MSSMでは、ヒッグスボソン結合定数は超対称粒子がループする効果によって標準理論の予言からずれる。特に、ノンホロモロフィックな輻射補正を含むhbb結合等のずれはmAが固定されているならば超対称粒子が重い極限でも消滅しない。我々はその効果に着目し、同じプロセスで生成されるh→bbとh→WWの崩壊分岐比の比R[bb/WW]を数値的に輻射補正の効果を含めて計算し、mAとtanβ依存性を評価した。ILCの崩壊分岐比精密測定を用いると数TeVという領域までmAを間接的に調べられる可能性があることがわかった。
研究Bでは、ヒッグスセクターの構造が全くわからない今、様々な可能性を考えるべきであるという方針に基づき、いくつかの基本的かつ重要な拡張ヒッグスセクターについて加速器実験での検証方法について調べている。本年度は、アイソスピン二重項場に加え一重項場をもつヒッグス一重項模型(HSM)に焦点を当てた。質量殻くりこみ法でhVV(V=W,Z), hff(f=t,b,τ)結合を1ループレベルで計算し、輻射補正の効果によってツリーレベル(摂動の最低次)の予言に最大2%弱の補正が加わることを示した。さらに、アイソスピン二重項場が二つ含まれる模型とHSMのhZZ、hbb、hγγ結合のずれのパターンを1ループレベルで評価し、将来の高輝度LHC実験やILC実験でのヒッグス結合精密測定によって2つの模型を識別できるパラメーター領域を示した。
AとBの研究についてそれぞれ論文にまとめた(A:Int. J. Mod. Phys. A 30, no. 33, 1550192 (2015)、B:Nuclear Physics Bへの掲載が決定した)。

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。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Radiative corrections to the Higgs boson couplings in the model with an additional real singlet scalar field2016

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

      Nuclear Physics B

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1016/j.nuclphysb.2016.04.005

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Indirect reach of heavy MSSM Higgs bosons by precision measurements at future lepton colliders2015

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Kakizaki, Shinya Kanemura, Mariko Kikuchi, Toshinori Matsui, Hiroshi Yokoya
    • 雑誌名

      International Journal of Modern Physics A

      巻: 30 ページ: 1550192-1550204

    • DOI

      10.1142/S0217751X15501924

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Classification of extended Higgs sectors by precision measurements of the Higgs boson decays2016

    • 著者名/発表者名
      菊地真吏子
    • 学会等名
      KEK素粒子現象論研究会 KEK-PH2016
    • 発表場所
      高エネルギー加速器研究機構
    • 年月日
      2016-02-09
    • 国際学会
  • [学会発表] Probing extended Higgs sectors by precision measurements of the Higgs boson couplings2015

    • 著者名/発表者名
      菊地真吏子
    • 学会等名
      Scalars 2015
    • 発表場所
      University of Warsaw(ワルシャワ)
    • 年月日
      2015-12-06
    • 国際学会
  • [学会発表] Discrimination of extended Higgs sectors by future precision measurements of the Higgs boson couplings2015

    • 著者名/発表者名
      菊地真吏子
    • 学会等名
      The 5th KIAS Workshop on Particle Physics and Cosmology
    • 発表場所
      KIAS(ソウル)
    • 年月日
      2015-11-12
    • 国際学会
  • [学会発表] Discrimination of extended Higgs sectors by future precision measurements of the Higgs boson couplings2015

    • 著者名/発表者名
      菊地真吏子
    • 学会等名
      The 2015 International Workshop on Future Linear Colliders(LCWS15)
    • 発表場所
      Fairmont Chateau Whistler Hotel(ウィスラー)
    • 年月日
      2015-11-04
    • 国際学会
  • [学会発表] ヒッグス1重項模型におけるヒッグス結合定数の量子補正2015

    • 著者名/発表者名
      菊地真吏子
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      大阪市立大学
    • 年月日
      2015-09-28
  • [学会発表] ヒッグス結合定数の輻射補正の研究と将来実験の精密測定を用いた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
      加速器・物理合同ILC夏の合宿2015
    • 発表場所
      伊香保温泉 ホテル天坊
    • 年月日
      2015-07-18
  • [学会発表] Radiative corrections to Higgs couplings2015

    • 著者名/発表者名
      菊地真吏子
    • 学会等名
      Asian Linear Collider Workshop 2015(ALCW2015)
    • 発表場所
      高エネルギー加速器研究機構
    • 年月日
      2015-04-20
    • 国際学会

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公開日: 2016-12-27  

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