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2018 年度 実施状況報告書

ヒッグス粒子で探る新しい物理

研究課題

研究課題/領域番号 17K05415
研究機関島根大学

研究代表者

波場 直之  島根大学, 学術研究院理工学系, 教授 (00293803)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
キーワードヒッグス粒子 / 標準模型を超える物理 / LR symmetric模型 / Dメソンの崩壊 / CPの破れ
研究実績の概要

素粒子の標準模型には、「何故、弱い相互作用が右巻きのクォーク・レプトンには作用しないのか」、「何故、我々の宇宙には反物質が物質に比べて少ないのか」などの重大な未解決な謎が存在し、それは、標準模型の背後に新しい物理理論の存在を示唆する。本研究では、ヒッグス粒子を手がかりに新しい物理理論の解明を目指す。今年度は、新しい物理として、標準模型ゲージ群をSU(2)_L×SU(2)_R×U(1)_{B-L}に拡張したLeft-Right symmetric模型を主に調査した。Left-Right symmetric模型では、右巻きのクォーク・レプトンに作用する新しい弱い相互作用が存在し、その相互作用を媒体とするゲージボソンであるW_Rが、標準模型のWボソンに比べて非常に重い質量を持っていると考えられる。
我々は、DメソンのCabbibo-favoredな崩壊におけるdirect CP violationは、標準模型の寄与が実質的に0であるため、その発見がすなわち標準模型を超える物理の証拠となることに注目した。そこで、Left-Right symmetric模型におけるD^0 → K^- π^+、D_s → η π^+、D_s → η' π^+ 崩壊の direct CP violationを定量的に評価した。すると、主に、標準模型のLeft-Left current operatorから来る振幅と、新物理のW_R^+交換によるRight-Right current operatorから来る振幅との干渉により、direct CP vioaltionが生じることがわかった。ここで、興味深いことに、両振幅間のstrong phaseは、short distance QCD補正から生じるため、信頼できる定量的評価が可能である。我々は、上記Dメソン崩壊のdirect CP violationの最大値を評価し、更に、それとKメソンの K → ππ 崩壊におけるdirect CPとの相関を明らかにした。

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

標準模型を超える新しい物理理論として、Left-Right symmetric模型について成果を発表し、更に、大統一理論、余剰次元理論についても研究を進めている。

今後の研究の推進方策

まず、ダイヒッグス・プロセスについて解析を進め、標準模型を超える物理の解明に挑戦する。特に、余剰次元理論において、余剰次元空間のサイズに関係するラディオン場の寄与について解析を進める。他にも、大統一理論や超対称性理論の枠組みでも研究を進める。

次年度使用額が生じた理由

海外の大学に所属する研究協力者との研究打ち合わせが延期になったため。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Alabama(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of Alabama
  • [雑誌論文] Proton lifetime upper bound in non-SUSY SU(5) GUT2019

    • 著者名/発表者名
      Haba Naoyuki、Mimura Yukihiro、Yamada Toshifumi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 99 ページ: 075018_1-10

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.99.075018

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sneutrinos as mixed inflaton and curvaton2018

    • 著者名/発表者名
      Haba Naoyuki、Takahashi Tomo、Yamada Toshifumi
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 2018 ページ: 011_1-21

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2018/06/011

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Direct CP violation in Cabibbo-favored charmed meson decays and ε′/ε in SU(2)L × SU(2)R × U(1)B-L model2018

    • 著者名/発表者名
      Haba Naoyuki、Umeeda Hiroyuki、Yamada Toshifumi
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2018 ページ: 052-1-29

    • DOI

      10.1007/JHEP10(2018)006

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Gravitational Waves from Inverse Electroweak Phase Transition2019

    • 著者名/発表者名
      波場直之, 山田敏史
    • 学会等名
      日本物理学会2019年年次大会
  • [学会発表] Proton decay prediction from a gauge-Higgs unification scenario in five dimensions2018

    • 著者名/発表者名
      波場直之, 岡田宣親, 山田敏史
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [学会発表] Neutron EDM and ε'/ε in SU(2)L × SU(2)R × U(1)B-L model with charge symmetry2018

    • 著者名/発表者名
      波場直之, 梅枝宏之, 山田敏史
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [学会発表] Prediction on neutrino Dirac and Majorana phases and absolute mass scale from the CKM Matrix2018

    • 著者名/発表者名
      波場直之, 山田敏史
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
  • [備考] ヒッグス粒子で探る新しい物理

    • URL

      http://www.phys.shimane-u.ac.jp/haba_lab/kenkyuuhi07.html

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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