| 研究課題/領域番号 |
15K05066
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| 研究機関 | 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構 |
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研究代表者 |
岡田 安弘 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, その他部局等, 理事 (20212334)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 素粒子物理学 / ヒッグス粒子 / クォーク / TeV領域 / 標準模型を超える物理 |
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| 研究実績の概要 |
平成２９年度に引き続き、重いクォークのパートナー粒子が複数含まれるような場合に関する現象論的な研究を進め、最新の成果を学術論文として発表した。この研究は、Lyon第一大学、デリー大学などの共同研究者のチームとここ数年来実施している一連の研究プロジェクトの一部である。素粒子標準模型を超える理論では、しばしばベクターライクな余分なクォーク導入される。このような模型では特に余分に導入したクォークが標準模型の３世代のクォークとどのように混合するかによって、模型に対する現象論的な制限やLHC実験での検証の可能性に違いがでる。最新論文ではベクターライクのクォーク２重項を２つ導入した場合について、電弱精密測定や低エネルギー実験による制限を取り入れたうえで、LHC実験の発見の可能性について解析した。
ヒッグスと重いクォークの物理は、将来のILC実験でも重要なテーマである。これまでの研究で、250 GeV ILC 実験でのヒッグス粒子に現れると期待される標準模型からのずれに対する感度を向上させるため、標準模型有効場理論の枠組みを用いた結合定数解析の手法を発展させてきた。また、それに関連し、電子・陽電子衝突によるヒッグス粒子と光子生成過程等の解析を進めるとともに、軽いヒグシーノの発見があった場合、それとヒッグス結合測定とを組み合わせて、模型のパラメータをどの程度決定できるかを評価した。これらの研究により理論家と実験家が協力してILCプロジェクトの意義をより明確にする研究の推進に寄与した。
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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
平成２７年度には、重いクォークセクターの有効相互作用について、共同研究者である、Aldo Deandra氏、Naveen Gaur氏、原田大輔氏らと協力して、余分なクォークが２種類以上存在する場合について論文にまとめ、JHEPに出版した。平成３０年度には第２論文を作成しJHEPに出版した。平成３０年度の途中からは、原田大輔氏を非常勤研究員として雇用し、共同研究を強力に進める体制を整えた。
ILC計画について研究は、実験家との連携を深めながら進めている。当初から、LHC時実験の進展状況を取り入れながら研究を進める計画であった。LHC13TeV実験結果を踏まえて、ILC計画を重心系エネルギー２５０GeVのヒッグスファクトリーとする国際的合意ができた。国際研究者コミュティはヒッグスファクトリーは次世代高エネルギー物理実験計画として最重要であるとの見解を示しているので、いくつかのヒックスファクトリーの提案のうち、ILC計画の優位性を科学的に示すことはますます重要になった。この研究の結果は、そのために役立っている。
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| 今後の研究の推進方策 |
CERNのLHCは、現在アップグレード期間に入っている。現在の解析、運転再開後の実験に備えて、重いクォークのパートナーが複数含まれる場合の現象論的な解析を、 Lyon第一大学、デリー大学などの共同研究者とさらに進める。共同研究者を通じてLHCの実験グループと情報交換をおこない、実験データの解析に活用してもらう。
LHC実験の現時点での結果により、ILC実験の物理的な意義は一層明らかになった。LHC実験でヒッグス粒子以外の新粒子が見つかっていない現状では、ILCにおけるヒッグス粒子の精密測定は、新しい物理へ探る確実な窓口としての重要性がますます強く認識されるようになった。ヒッグスセクターばかりでなくクォークセクターが拡張された場合もヒッグス粒子の性質に有意な影響がでうる。これらの点に留意して関連する実験研究者の協力を得ながら研究を進める。
今年度は本研究の最終年度であるため、これまでの研究を総括し、今後の課題を明確にして、研究をまとめる。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
前年度までの残額を引き継いだため、研究費に余裕があり、新たに非常勤研究員を雇用したが、残額を次年度使用額へ移行した。
経費の大部分は、非常勤研究員の雇用および、理論共同研究の遂行と実験研究者と連携した研究を進めるための研究代表者、研究協力者などの旅費として使用する。
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