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2017 年度 実施状況報告書

CP対称性の破れを担うアクシオン場の現象論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K14303
研究機関早稲田大学

研究代表者

大塚 啓  早稲田大学, 理工学術院, 助教 (80777988)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
キーワードアクシオン / CP対称性の破れ / 超弦理論
研究実績の概要

超弦理論の有効理論に普遍的に現れるアクシオン場の素粒子現象論を研究することで、超弦理論特有の性質に注目した現象論的考察を行うことを目標としていた。今年度は、CP対称性の破れを担うアクシオン場の現象論を展開する上で重要なアクシオン場の崩壊定数を評価することを目標の一つとしていた。その際、弱結合極限のみならず、強結合極限におけるアクシオン場の崩壊定数の理解が本研究課題を行う上で重要であることを再認識した。そのため予定を変更し、IIB型超弦理論の強結合極限を記述するF理論に基づき、モジュライ・アクシオン場の期待値の決定手法を解析した。その結果、ミラー対称性の手法を用いた閉弦・開元モジュライ・アクシオン場の固定手法が明らかになった。強結合極限におけるアクシオン場の崩壊定数の理解に留まらず、F理論に基づく素粒子現象論及び初期宇宙論に対して予言を行う際の第一歩になると期待される。
弱結合極限においても、IIB型超弦理論に基づき、輻射補正を用いた新しいモジュライ決定機構を提案し、軽量アクシオン場が現れることを示した。軽量アクシオン場は、プランク衛星を初めとする宇宙論的観測に影響を与えるため、次年度に継続して研究を行う予定である。
また、アクシオン場と素粒子間の結合を明らかにするために、様々な余剰次元空間上のSO(32)ヘテロ型弦理論に基づき、素粒子標準模型の導出を行った。その際、ゲージ背景磁場は素粒子の世代数だけでなく、アクシオン場と素粒子間の結合を決定する重要な性質を持つことがわかった。

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

平成29年度の実施計画のうち、バリオン数生成とアクシオン場の崩壊定数の解析はまだ終了していないが、当初予定していなかったIIB型弦理論及びF理論における開弦及び閉弦由来のモジュライ・アクシオン場の固定手法を明らかにすることができたため。

今後の研究の推進方策

平成29年度に終了していないバリオン非対称性機構とアクシオン場の崩壊定数の解析を行う。その後、当初予定していたCP対称性の破れを担うアクシオン場の現象論を展開し、実験・観測データとの比較検証を行う予定である。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] SO(32) heterotic line bundle models2018

    • 著者名/発表者名
      Otsuka Hajime
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 「印刷中」 ページ: 「印刷中」

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Radiative Kaehler moduli stabilization2018

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Tatsuo、Omoto Naoya、Otsuka Hajime、Tatsuishi Takuya H.
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 「印刷中」 ページ: 「印刷中」

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] On the flux vacua in F-theory compactifications2017

    • 著者名/発表者名
      Honma Yoshinori、Otsuka Hajime
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 774 ページ: 225~228

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2017.09.062

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Supersymmetry preserving and breaking degenerate vacua, and radiative moduli stabilization2017

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Tatsuo、Omoto Naoya、Otsuka Hajime、Tatsuishi Takuya H.
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 96 ページ: 「-」

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.96.046004

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Radiative Kaehler moduli stabilization2018

    • 著者名/発表者名
      大塚啓, 小林達夫, 大本直哉, 立石卓也
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
  • [学会発表] On the Flux Vacua in F-theory Compactifications2018

    • 著者名/発表者名
      本間良則, 大塚啓
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
  • [学会発表] The impact of QCD axion on Affleck-Dine baryogenesis2018

    • 著者名/発表者名
      秋田謙介, 大塚啓
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
  • [学会発表] Axion decay constants at special points in type II string theory2018

    • 著者名/発表者名
      Otsuka Hajime, Honda Masaki, Oikawa Akane
    • 学会等名
      Mini-workshop on inflation, mirror symmetry and F-theory
    • 招待講演
  • [学会発表] SO(32) heterotic line bundle models2017

    • 著者名/発表者名
      Otsuka Hajime
    • 学会等名
      日本物理学会 2017年秋季大会
  • [学会発表] Supersymmetry preserving and breaking degenerate vacua, and radiative moduli stabilization2017

    • 著者名/発表者名
      大本直哉, 小林達夫, 大塚啓, 立石卓也
    • 学会等名
      日本物理学会 2017年秋季大会
  • [学会発表] On the Flux Vacua in F-theory Compactifications2017

    • 著者名/発表者名
      Otsuka Hajime, Honma Yoshinori
    • 学会等名
      Exceptional Groups as Symmetries of Nature
  • [学会発表] Radiative Kaehler moduli stabilization2017

    • 著者名/発表者名
      Otsuka Hajime, Kobayashi Tatsuo, Omoto Naoya, Tatsuishi Takuya H.
    • 学会等名
      Focus Meeting: new perspectives on light particles
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Three-generation models in SO(32) heterotic string theory2017

    • 著者名/発表者名
      Otsuka Hajime
    • 学会等名
      Summer Institute 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] SO(32) heterotic line bundle models2017

    • 著者名/発表者名
      Otsuka Hajime
    • 学会等名
      Strings and Fields 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] On the Vacuum Structure of F-theory Compactifications2017

    • 著者名/発表者名
      Otsuka Hajime, Honma Yoshinori
    • 学会等名
      String Phenomenology 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] On the vacuum structure of F-theory compactifications2017

    • 著者名/発表者名
      Otsuka Hajime, Honma Yoshinori
    • 学会等名
      PASCOS 2017
    • 国際学会

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公開日: 2018-12-17  

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