• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2015 年度 実施状況報告書

ニュートリノ実験によるMeVスケール領域の新物理の探索

研究課題

研究課題/領域番号 15K17654
研究機関宮崎大学

研究代表者

下村 崇  宮崎大学, 教育文化学部, 准教授 (00447278)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード宇宙ニュートリノ / 軽いゲージ粒子
研究実績の概要

現在進行中のIceCube実験によって400TeVから1PeVの領域の宇宙ニュートリノのフラックスが理論値よりも少ない可能性があることが報告されている。この結果は、400TeVよりも低いエネルギーに対するフラックスが理論値と矛盾が無いことから、ニュートリノに未知の相互作用が存在し得る事を示唆していると考えることができる。
そこで本研究では、10MeV程度の質量を持つ軽いゲージ粒子によるニュートリノ間の新たな相互作用を仮定する事で、フラックスの減少を実際に説明し得る事を明らかにした。また、ミュー粒子の異常磁気能率の測定値と理論の予言値からのずれも以前から報告されており、この二つのずれを新たなゲージ粒子で同時に説明出来るパラメーター領域を明らかにした。これにより軽いゲージ粒子によるニュートリノ間の相互作用が素粒子物理学の標準模型を超える新たな物理法則である可能性をより具体的に示す事ができた。さらに上記のパラメーター領域をより精度よく決定するため、より精密な解析を行った。これらの研究結果を論文として出版した。
一方で、ニュートリノ三重生成過程による軽いゲージ粒子の発見可能性に関しての研究も並行して行った。この研究はまだ論文として纏めていないが、三重生成過程の反応断面積のニュートリノのエネルギー依存性を計算し、その結果をもとにニュートリノのエネルギーが低い程、発見可能性が高くなる事を明らかにしている。これにより、宇宙ニュートリノのフラックスの減少を地上実験で検証するための理論的準備を進めている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

2014年10月に現職に就いたため、新たな講義の準備や学内業務に追われ研究時間を十分に確保できなかった。特に2015年の前期は担当講義数も多く、委員会も増えたため研究時間が当初の予定より大幅に削られた。この理由から当初の予定通りに研究が進まず、ニュートリノ三重生成過程の解析が少し遅れている。しかし、もう一つの研究テーマである宇宙ニュートリノのフラックスの減少に関する研究は、より詳細な解析が終わっていることから概ね順調に進んでいる。

今後の研究の推進方策

今後も1)IceCube実験から示唆されるニュートリノフラックスの減少を説明する物理法則に関する研究、と2)ニュートリノ三重生成過程による軽い質量を持つ粒子の発見可能性に関する研究、の二つを行っていく。
1)に関しては、既に研究を行っている10MeV程度のゲージ粒子に対して、その質量の起源を説明するように拡張する。その際、ニュートリノの質量と混合の起源も同時に説明出来るように模型を構築する。具体的には線形シーソー機構での模型構築の可能性を追求する。
2)ニュートリノ三重生成過程に関しては、反応によって生成されるミュー粒子対のエネルギー分布と角度分布を調べ、標準模型と新粒子が存在する場合での違いを明らかにする。それに新粒子を発見するの必要なニュートリノエネルギー、統計、検出精度を見極める。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] MeV scale leptonic force for cosmic neutrino spectrum and muon anomalous magnetic moment2016

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Araki, Fumihiro Kaneko, Toshihiko Ota, Joe Sato, and Takashi Shimomura
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 93 ページ: 013014

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.93.013014

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Phenomenology of NMSSM in TeV scale mirage mediation2016

    • 著者名/発表者名
      Kei Hagimoto, Tatsuo Kobayashi, Hiroki Makino, Ken-ichi Okumura, Takashi Shimomura
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 02(2016) ページ: 089

    • DOI

      10.1007/JHEP02(2016)089

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Cosmic neutrino spectrum and the muon anomalous magnetic moment in the gauged Lμ-Lτ model2015

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Araki, Fumihiro Kaneko, Yasufumi Konishi, Toshihiko Ota, Joe Sato, and Takashi Shimomura
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 91 ページ: 037301

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.91.037301

    • 査読あり
  • [学会発表] ニュートリノ三重生成過程を用いたLμ- Lτ模型への制限2016

    • 著者名/発表者名
      金田佑哉
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学泉キャンパス
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [学会発表] Mind the Gap on Icecube2016

    • 著者名/発表者名
      Toshihiko Ota
    • 学会等名
      Beyond the Standard Model in Okinawa 2016
    • 発表場所
      Okinawa Institute of Technology
    • 年月日
      2016-03-01 – 2016-03-01
    • 国際学会

URL: 

公開日: 2017-01-06  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi