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2022 年度 実績報告書

レプトンフレーバーを手がかりとする新物理探索

研究課題

研究課題/領域番号 18H01210
研究機関横浜国立大学

研究代表者

佐藤 丈  横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (60322294)

研究分担者 下村 崇  宮崎大学, 教育学部, 准教授 (00447278)
荒木 威  奥羽大学, 歯学部, 講師 (40645884)
上坂 優一  九州産業大学, 理工学部, 特任講師 (60826618)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
キーワードレプトンフレーバ / レプトン数 / ミューオン / タウ
研究実績の概要

世代の対称性をミューオン(第二世代)とタウ(第三世代)の間に課すLμーLτ対称性の観点から考え、それを標準理論のゲージ群とともに統一する「大」大統一理論の枠組みを構築する可能性について追及した。結果はJHEP 07 (2022) 011にまとめられている。この枠組みでは標準理論で考える世代がねじれた形で実現するので、陽子崩壊などの予言が通常とは完全に異なることが示される。
一方で、ミューオン電子転換を探る実験であるCOMETの開始に合わせ、通常のレプトン数を保存するμ^- ->e^-転換ではなく、レプトン数も破るμ^- -> e^+転換がどの程度まで現在の実験的制約の範囲で大きくなりうるのかについて調べた。多くの人が考えるマヨラナ質量項由来の現象だとするとCOMET実験で見える可能性は皆無だが、他の模型を考えると、将来実験ではまだ見える可能性があることを示した。ただし、この二つの転換が同時に見える可能性がないことも示した。Phys.Lett.B 836 (2023) 137617
さらに、レプトン数の破れは現在の物質優勢の宇宙を説明するというLeptogenesisの考えをニュートリノ質量生成機構の一つであるScotogenic Modelと組み合わせることで、ニュートリノ質量を説明しつつ、現在の物質量と暗黒物質の存在量を結びつけて考えるAsymmetric dark matterの考え方を実現できる模型の構築を行った。この模型の予言として将来的に見える質量の荷電粒子の存在がある。 Phys.Lett.B 836 (2023) 137627

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 6件)

  • [雑誌論文] Determination of coupling patterns by parallel searches for μ??→?e+ and μ??→?e? in muonic atoms2023

    • 著者名/発表者名
      Sato Joe、Sugawara Kohei、Uesaka Yuichi、Yamanaka Masato
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 836 ページ: 137617~137617

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2022.137617

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Asymmetric mediator in scotogenic model2023

    • 著者名/発表者名
      Asai Kento、Sakai Yuhei、Sato Joe、Takanishi Yasutaka、Yamanaka Masato
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 836 ページ: 137627~137627

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2022.137627

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Search for lepton flavor violating decay at FASER2023

    • 著者名/発表者名
      Araki Takeshi、Asai Kento、Otono Hidetoshi、Shimomura Takashi、Takubo Yosuke
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2023 ページ: -

    • DOI

      10.1007/JHEP01(2023)145

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Aiming for unification of Lμ ? Lτ and the standard model gauge group2022

    • 著者名/発表者名
      Sato Joe
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2022 ページ: -

    • DOI

      10.1007/JHEP07(2022)011

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Transverse positron polarization in the polarized μ+ decay related with the muonium-to-antimuonium transition2022

    • 著者名/発表者名
      Fukuyama Takeshi、Mimura Yukihiro、Uesaka Yuichi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 105 ページ: -

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.105.075024

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Neutrinoless double beta decay and the muonium-to-antimuonium transition in models with a doubly charged scalar2022

    • 著者名/発表者名
      Fukuyama Takeshi、Mimura Yukihiro、Uesaka Yuichi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 106 ページ: -

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.106.055041

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Revisiting sterile neutrino dark matter in gauged U(1)_{B-L} model2022

    • 著者名/発表者名
      Eijima Shintaro、Seto Osamu、Shimomura Takashi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 106 ページ: -

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.106.103513

    • 査読あり
  • [学会発表] Determination of coupling patterns by parallel searches for μ^- → e^+ and μ^- → e^- in muonic atoms2023

    • 著者名/発表者名
      Joe Sato
    • 学会等名
      Third International Workshop on the Extension Project for the J-PARC Hadron Experimental Facility (3rd J-PARC HEF-ex WS)
    • 招待講演
  • [学会発表] Determination of coupling patterns by parallel searches for μ^- → e^+ and μ^- → e^- in muonic atoms2023

    • 著者名/発表者名
      Joe Sato
    • 学会等名
      素粒子現象論研究会2022
    • 招待講演
  • [学会発表] 8次元商空間を用いたCoset space dimensional reductionから得られる模型の分類2023

    • 著者名/発表者名
      須田亮介
    • 学会等名
      日本物理学会2023年春季大会
  • [学会発表] U(1)Lμ - LτゲージボソンとMajoronによるHubble Tensionの解決2023

    • 著者名/発表者名
      浅野友哉
    • 学会等名
      日本物理学会2023年春季大会
  • [学会発表] Type-II seesaw models with modular A4 symmetry2023

    • 著者名/発表者名
      Takashi Shimomura
    • 学会等名
      Recent development of modular flavor symmetry
    • 招待講演
  • [学会発表] Aiming for Unification of Lμ-Lτ and the standard model gauge group2022

    • 著者名/発表者名
      Joe Sato
    • 学会等名
      ICCSME2022
    • 招待講演
  • [学会発表] Aiming for Unification of Lμ-Lτ and the standard model gauge group2022

    • 著者名/発表者名
      Joe
    • 学会等名
      MMQS22
    • 招待講演
  • [学会発表] ミューオニウム-反ミューオニウム転換で探るレプトンフレーバー混合2022

    • 著者名/発表者名
      上坂優一
    • 学会等名
      Kagoshima Workshop on Paritlces, Fields, and Strings 2023
    • 招待講演
  • [学会発表] Scotogenic Model におけるダークマターとバリオンの起源の追求2022

    • 著者名/発表者名
      酒井裕平
    • 学会等名
      日本物理学会2022年秋季大会

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公開日: 2023-12-25  

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