| 研究課題/領域番号 |
17K05413
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| 研究機関 | 信州大学 |
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研究代表者 |
川村 嘉春 信州大学, 学術研究院理学系, 教授 (10224859)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 湯川結合 / 質量階層性 / 微調整 / 余剰次元 / オービフォールド |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は素粒子の標準模型に関する謎の解明を通して標準模型を超える基礎理論を探究し，ILC実験等で検証可能な物理法則を発見することである。
研究計画の1つとして「湯川結合の起源（物質粒子間の質量の階層性や世代間混合の起源）は何か？」の解明に挑むことを掲げた。この課題に対して，「湯川結合行列の統一という仮定から，クォーク質量の階層性が微調整なしに自然に生じるか？」という問いの答えを求めた。また，余剰次元に基づくゲージ・ヒッグス統一模型（ゲージ粒子の余剰次元成分は4次元時空からみるとスカラー粒子とみなされ、そのような粒子にヒッグス粒子の役割、すなわち、対称性の破れの発現機構を担わせる模型）や世代の統一模型（標準模型の3世代の物質粒子をより大きなゲージ群の多重項に統合させるような模型）の探究に必要となる余剰次元に関する境界条件の分類と設定についての研究を行った。
研究成果としては，質量階層性を含む物理的なパラメータ間の大きさの較差の生成の際に微調整が存在しないような機構に関して，その特徴を一般的に論じた。具体的には，標準模型の物質粒子の質量の小ささは標準模型を超える理論における基本的なパラメータが有する特徴を用いて自然に理解される可能性があることを指摘した。また，群の指数関数表示を用いて「1次元のオービフォールドを余剰次元として含むような模型において，余剰次元に関する境界条件の同値類には必ず対角型の表現行列が存在する」という特徴に関する別証明を与えた。
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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
研究実績に述べた成果は2編の論文にまとめられ，学術雑誌に掲載済みであるため，上記のような判定を下した。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和元年度および令和2年度に行った研究成果に基づいて，それらをさらに発展させる。具体的には，標準模型を拡張版として，ボトムアップ型のアプローチに基づいて得られた世代構造をもつような余分なベクターライクフェルミオンを有する模型を自然に導く「大統一理論」や「高次元世代統合理論」を探究し，現実的なフェルミオンの質量階層性とフレーバー混合の起源の解明に挑む。高次元時空に基づく現実的な模型構築のために余剰次元に関する境界条件についてより一般的な考察を行う。
研究の方策については上記の余剰次元に関する研究を博士課程の学生と共同で取り組む。
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