| 研究課題/領域番号 |
15K05048
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
前川 展祐 名古屋大学, 基礎理論研究センター, 准教授 (40273429)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 大統一理論 / 超対称性 / 陽子崩壊 / 電気双極子モーメント / 超対称性の自発的破れ |
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| 研究実績の概要 |
陽子がμ粒子とπ粒子に崩壊する等、第２世代が絡む陽子崩壊は、電子とπ粒子等崩壊モードが第１世代のみの陽子崩壊よりも確率が小さいと思われてきたが、E6大統一理論では、確率が大きく成りやすいことを示した。
自然な超対称性は、比較的自然に現在超対称粒子が発見されていないこととヒッグスの質量が125GeVであることを両立しうる可能性として注目されているが、小林益川理論を成立する上での重要な仮定である「湯川結合定数を複素数にする」と電気双極子モーメントが大きく出すぎるという問題があることが我々によって指摘されていた。最新の電気双極子モーメントの制限を用いて、実際に自然な超対称性は自然ではなくなることを示した。また、E6大統一理論では、アップクォークの湯川結合が実数になることに起因して、自然な超対称性は自然なままになることを解析的かつ数値的に示した。
ダークマターに対する予言を行うには、超対称性の破れの起源を知る必要がある。一方で、自然な大統一理論と超対称性の破れの起源は基本的には直交しているため、このままでは確かな予言ができない。自然な大統一理論の枠内で超対称性を自発的に破るシナリオを考えることで超対称性の起源についても予言することを目的とする研究を行った。そのようなシナリオでは、ゲージーノの質量が相対的に非常に小さくなることが知られていたが、超重力の効果を考慮すると比較的大きいゲージーノ質量が出てくることがわかった。ただし、残念ながら、スフェルミオン質量はゲージーノ質量よりもまだ１０００倍程度大きいため、あまり自然な超対称粒子のスペクトラムを与えられたとは言えない。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
自然な大統一理論の実験的検証に関しては、陽子崩壊やストップの質量と電気双極子モーメントの関係など、当初の想定以上の重要な進展があったと考えている。
自然な大統一理論における宇宙史の解明については、バリオン生成については、特にE6大統一理論において想定通りほぼ理解できたと考えている。インフレーションに関しては残念ながら進展はない。超対称理論におけるダークマターを理解するには超対称性の破れを理解する必要があるが、一方で、大統一理論と超対称性は独立に考えることができるので、多くの自由度が存在している。ただ、現在進みつつあるプロジェクトでは自然な大統一理論で自発的に超対称性を破る、という画期的な模型の構築を目指しており、その枠内で如何に自然な超対称性の破れのシナリオを発見できるか、ということが重要と考えている。それが十分理解されれば、ダークマターに関しても多くのことが言えると考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
ダークマターを理解するためにも超対称性の破れの機構を理解することに全力を傾ける。特に、自然な大統一理論から、粒子を減らすことで超対称性を自発的に破ることも可能になることは、すべての要素を含んだ理論としてとても魅力的な方向と考えている。ただし、現在までの理解では、スフェルミオン質量が大きくなりすぎるため、電弱スケールが不安定になる、という問題を抱えている。この問題をヒントとして、自然な大統一理論の新しい側面を発見することを課題としている。特に余次元を導入することがカギとなるのではないかと考えている。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
講師旅費を想定していた予算を想定通り使えず、次年度に繰り越したことが主な理由である。
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