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素粒子の標準理論において、ヒッグス粒子は電弱対称性の自発的破れを起こしかつ素粒子の質量の起源を与えるという中心的な役割を果たす。一方、ヒッグス粒子の理論には2次発散の量子補正による階層性問題という理論的に不可解な点があり、この問題を解消するものとして例えば標準理論の超対称理論への拡張がTeV領域以上での物理として最も有望視されている。しかしながら、ヒッグス粒子は未だに発見されず、近年その質量に対する下限として(エネルギー換算で)114GeVという値が実験から与えられたことにより、超対称理論に拡張しても階層性問題が完全に解消されるわけではないことが指摘され、多くの議論を呼んでいる。
一方、素粒子の質量には大きな階層的構造があり、特にトップクォークの質量が突出しており電弱対称性の破れのスケールに非常に近いことも非常に興味深いなぞである。実は、先の階層性問題にはトップクォークの質量が大きいことがその要因のひとつになっている。
そこで、TeV領域において標準理論に加えて新しいゲージ相互作用系を仮定し、トップクォークの質量を与える大きな湯川相互作用が、トップクォークと新しい系の重い(複合)粒子と混合することにより有効相互作用として現れる模型を提案し、その具体的な機構や問題点についての考察を与えた。このシナリオでは、ヒッグス粒子とトップクォークとの相互作用が高エネルギーで弱いとすれば、上記の階層性問題は基本的に解消される。それと同時に、突出して大きいトップクォークの質量の生成機構をも与えている。今年度はこの様な機構を持つ模型として2つ可能性、
(1)超共形対称性を持つ理論への拡張
(2)超対称性の破れを与えるゲージ伝播機構として特殊な型を持つ理論への拡張
について詳しい考察を行った。(前者は論文に掲載、後者については年度内に論文を発表予定)
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