| 研究課題/領域番号 |
19K03846
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
棚橋 誠治 名古屋大学, 理学研究科, 教授 (00270398)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 素粒子質量起源 / ユニタリティー / 電弱精密測定 |
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| 研究実績の概要 |
ヒッグスポテンシャルに含まれる質量パラメータは、素粒子標準模型の基礎的ツリーレベルパラメータのなかで唯一の質量次元を持つパラメータであり、現在までに知られている全ての素粒子の質量を決定する電弱エネルギースケールの起源となるパラメータである。一方、ヒッグスラグランジアンには、ポテンシャル以外に運動項が存在し、ここから計量テンソルを読み取ることができる。計量テンソルがヒッグス運動項で与えられる多様体をヒッグス多様体と呼ぶが、ヒッグスラグランジアンは、ヒッグス多様体上の非線形シグマ模型に他ならない。一般に、ヒッグスポテンシャルがどのように生成されるかが、階層性問題を解決するうえでの鍵となる。ここで、ヒッグス場を点変換することでヒッグスポテンシャルの見かけの形が変化することに注意を払わねばならない。特に、ヒッグス運動項がミニマルではない場合、つまりヒッグス多様体が非自明な曲率を持つ場合には、ヒッグス場をどのように定義すれば見通しの良い計算ができるかは自明ではない。
我々は、ヒッグス多様体の共変量（リーマン曲率テンソルやポテンシャルの共変微分など）のみを用いて、1ループレベルの素粒子散乱振幅を記述し、従来の標準模型有効理論のパラメータとの関係をつけることに成功した。さらに、任意個数の荷電および中性ヒッグス粒子を含む拡張ヒッグス模型（GHEFT理論）をCCWZ構成法を用いて実際に構築し、この模型におけるヒッグス多様体共変量を計算することができた。ヒッグス多様体に非自明な曲率が存在する場合には、何らかの紫外完全化が必要であるが、このような場合であっても、曲率がある種の条件を満たせば、適当なスカラー場（拡張ヒッグス場）を多様体に追加することで、全体としては平坦な多様体を構成することができる。本研究で構築したGHEFT理論は、このような紫外完全化への見通しを与えるものにもなっている。
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| 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
標準模型を超える粒子としてはまだスカラー場のみしか含まないものの、任意個数で任意電荷を持ちうる一般的なヒッグス有効理論(GHEFT理論）をすでに構築することができ、この理論の範囲内での散乱振幅の構造と１ループ輻射補正の構造を明らかにすることができた。まだ論文にはしていないものの、対称性の構造により制限を加えたGHEFT模型や、標準理論粒子以外のフェルミオン粒子を含むGHEFT理論の構築も順調に進められている。
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| 今後の研究の推進方策 |
Z粒子の精密測定により、素粒子標準模型を超える模型は、いわゆるカストディアル対称性を持つことが期待されている。今後の研究の方向としては、現在までに構築した拡張ヒッグス有効理論（GHEFT理論）にカストディアル対称性を課すことを考えている。そのほかの研究の方向としては、複合ヒッグス模型におけるトップクォークパートナー粒子など、標準模型を超える理論に存在すると考えられるフェルミオン粒子をも取り込むさらに拡張されたGHEFT理論研究や、宇宙の熱史における暗黒物質粒子の役割についても視野に含めて研究を行なっている。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
翌年度研究費と合算して使用したほうが有効に使用できると考えられる残額となったため。
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