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2019 年度 実施状況報告書

有効場理論によるヒッグス相互作用の検証とその背後にある新物理探究

研究課題

研究課題/領域番号 18K03648
研究機関岩手大学

研究代表者

馬渡 健太郎  岩手大学, 教育学部, 准教授 (90814096)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードヒッグス粒子 / ヒッグス粒子の崩壊 / 付加的ヒッグス粒子の生成 / 素粒子標準理論を超える物理 / 拡張ヒッグス模型 / 超対称性模型 / 精密計算
研究実績の概要

前年度に発表した質量125GeVのヒッグス粒子崩壊幅に関するレター論文を発展させ、全ての崩壊モードについて量子効果を通して現れうるまだ未発見の重いヒッグス粒子の寄与を詳細に研究した [Nucl. Phys. B 949 (2019) 114791]。またその成果を誰もが数値計算できるようにプログラムをまとめH-COUP version 2 として一般公開した。将来の高輝度LHC実験、岩手で建設が期待されている国際リニアコライダー(ILC)実験ではまさに、ヒッグス粒子崩壊が精密に測定されることが期待されており、本研究は非常に重要となる。
本研究課題では、すでに発見された質量125GeVのヒッグス粒子の性質の素粒子標準理論からのズレに注目し新物理を探ることを大きな目的としている。新物理模型の一つであるTHDM (two Higgs doublet model)における付加的ヒッグス粒子のヒッグス崩壊幅への影響を調べている過程で、そのヒッグスポテンシャルが持つ対称性と付加的荷電ヒッグス粒子の生成に興味深い関係があることを発見し発表した [Phys.Lett. B 797 (2019) 134854]。
標準理論を超える物理として最有力候補である超対称性模型について、ヨーロッパに在留していた3、4年前から取り組んでいた研究課題がようやくまとまり発表した [JHEP 1912 (2019) 008]。本研究課題には直接関係しないが、新物理の最有力候補であるという点、精密計算という点において本研究課題の遂行に間接的に貢献している。

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

令和初年度は、10月に大阪大学から岩手大学へ移動したことに伴い、研究の遅れが懸念されたが、結果的には国際専門誌において3本の論文を発表、それに基づく学会発表を10件(うち招待講演7件、国際会議7件)行うことができ、全体としておおむね順調に進展している。

今後の研究の推進方策

初年度、次年度に行った模型(拡張ヒッグス模型や超対称性模型等)を仮定するトップダウン的アプローチに加えて、最終年度である今年度はボトムアップ的アプローチである有効場理論に基づく研究を発展させ、本研究課題の総括を行いたい。

次年度使用額が生じた理由

2019年3月に参加予定にしていた研究会や物理学会が、新型コロナウイルス感染症拡大のため延期、中止になり、そのための旅費予算を次年度に繰り越すこととした。

新型コロナウイルス感染症の収束具合にもよるが、この研究課題の最終年ということで総括のための研究会を開きたい。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 7件、 招待講演 7件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Karlsruhe Institute of Technology/Universitat Munster(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Karlsruhe Institute of Technology/Universitat Munster
  • [国際共同研究] Sorbonne Universite(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      Sorbonne Universite
  • [国際共同研究] INFN, Sezione di Genova(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      INFN, Sezione di Genova
  • [国際共同研究] ETH Zurich(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      ETH Zurich
  • [国際共同研究] Nikhef(オランダ)

    • 国名
      オランダ
    • 外国機関名
      Nikhef
  • [雑誌論文] Exploring the global symmetry structure of the Higgs potential via same-sign pair production of charged Higgs bosons2019

    • 著者名/発表者名
      Aiko Masashi、Kanemura Shinya、Mawatari Kentarou
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 797 ページ: 134854~134854

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.physletb.2019.134854

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Full next-to-leading-order calculations of Higgs boson decay rates in models with non-minimal scalar sectors2019

    • 著者名/発表者名
      Kanemura Shinya、Kikuchi Mariko、Mawatari Kentarou、Sakurai Kodai、Yagyu Kei
    • 雑誌名

      Nuclear Physics B

      巻: 949 ページ: 114791~114791

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.nuclphysb.2019.114791

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Automated simulations beyond the Standard Model: supersymmetry2019

    • 著者名/発表者名
      Frixione Stefano、Fuks Benjamin、Hirschi Valentin、Mawatari Kentarou、Shao Hua-Sheng、Sunder Marthijn P. A.、Zaro Marco
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2019 ページ: 008

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/JHEP12(2019)008

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Single Higgs production in association with a photon at electron-positron colliders in extended Higgs models2020

    • 著者名/発表者名
      馬渡健太郎
    • 学会等名
      3rd FCC Physics and Experiments Workshop
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Higgs precision at the ILC2020

    • 著者名/発表者名
      馬渡健太郎
    • 学会等名
      ILC-JP end-of-year physics and detector meeting
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ILCが切り拓く新物理の地平2020

    • 著者名/発表者名
      馬渡健太郎
    • 学会等名
      日本物理学会 第75回年次大会
    • 招待講演
  • [学会発表] H-COUP: basics and application2019

    • 著者名/発表者名
      馬渡健太郎
    • 学会等名
      Opportunities at Future High Energy Collider
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] QCD tool turorial2019

    • 著者名/発表者名
      馬渡健太郎
    • 学会等名
      KAIST-KAIX Workshop for Future Particle Accelerators
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Exploring the global symmetry structure of the Higgs potential via same-sign pair production of charged Higgs bosons2019

    • 著者名/発表者名
      馬渡健太郎
    • 学会等名
      KAIST-KAIX Workshop for Future Particle Accelerators
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] H-COUPで新物理を探る2019

    • 著者名/発表者名
      馬渡健太郎
    • 学会等名
      YITP Workshop 2019 on Progress in Particle Physics
  • [学会発表] H-COUP ver.22019

    • 著者名/発表者名
      馬渡健太郎
    • 学会等名
      ILC summer camp 2019
  • [学会発表] Exploring new physics via H-COUP2019

    • 著者名/発表者名
      馬渡健太郎
    • 学会等名
      International Workshop on Future Linear Colliders 2019
    • 国際学会
  • [学会発表] Searching for Dark Matter at colliders2019

    • 著者名/発表者名
      馬渡健太郎
    • 学会等名
      MadGraph school 2019
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] H-COUP

    • URL

      http://www-het.phys.sci.osaka-u.ac.jp/~hcoup/

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公開日: 2021-01-27  

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