ILC実験を見据えたヒッグス粒子の背後にある物理法則の探求

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17K05413
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 信州大学
• 研究代表者: 川村 嘉春 信州大学, 学術研究院理学系, 教授 (10224859)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: ヒッグス粒子 / 質量階層性 / フレーバー混合 / フレーバー対称性 / 余剰次元 / オービフォールド

研究成果の概要

5次元パチ・サラム模型を出発点にして，オービフォールドによる対称性の破れとコールマン・ワインバーグ機構を用いて，標準模型に到達できることを示した。6次元SU(N)ゲージ理論を出発点にして，1個のディラックフェルミオンからオービフォールドによる対称性の破れを通して，3世代の物質粒子が導出されることを確認した。物質粒子の質量階層性や世代間混合が非正準型の運動項に起因する可能性があり，フレーバー対称性が非ユニタリー基底の形で潜んでいる可能性があることを見出した。また，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パラメータの特徴により自然に理解されることを見出した。

自由記述の分野

素粒子物理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

素粒子の標準模型の構成要素であるヒッグス粒子や3世代の物質粒子（クォーク，レプトン）がより基本的な理論から導出され，また，物質粒子の構造（質量階層性，フレーバー混合）も理解される可能性が見出されたことにより，我々を含むこの宇宙の万物の存在が偶然ではなく必然として捉えることが可能になる。必然性を支持する存在理由が明らかになると，基本的な物理法則が我々の行う様々な知的活動における哲学的な基盤になる可能性が生まれる。