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2023 年度 研究成果報告書

素粒子標準模型低エネルギー有効理論の統一理論

研究課題

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研究課題/領域番号 19K03846
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分15010:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する理論
研究機関名古屋大学

研究代表者

棚橋 誠治  名古屋大学, 理学研究科, 教授 (00270398)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
キーワード素粒子質量の起源 / 電弱対称性の破れ / 有効理論 / 標準模型を超える物理 / 素粒子現象論
研究成果の概要

低エネルギー有効理論の統一理論として、一般化されたヒッグス有効場理論(HEFT)の一般化(一般化HEFT、GHEFT)を定式化した。この理論のスカラーボソンの散乱振幅がスカラー多様体のリーマン曲率テンソル(幾何学)とポテンシャルの共変微分で記述されることを示した。1ループ発散項の係数もキリングベクトル(対称性)とリーマン曲率テンソル(幾何学)で記述できる。

また、任意の電荷と色電荷を持つ任意の数のスカラー場とフェルミオン場を含むヒッグス有効場理論の拡張を定式化した。有効ラグランジアンの記述冗長性は、スカラー/フェルミオン場空間における共変量のみで殻上の散乱振幅を記述することによって解決した。

自由記述の分野

素粒子理論

研究成果の学術的意義や社会的意義

その起源が量子色力学の次元変性であることが知られているQCDスケールと異なり、電弱対称性の破れのスケール、つまり素粒子質量の起源はいまだ明らかになっていない。これまで多くの素粒子標準理論を超える物理の可能性が検討されてきたが、本研究は、これらの素粒子標準理論を超える物理を個々に調べるのではなく、統一的な有効理論を構築するアプローチをとった。 具体的には、 ヒッグス有効理論を拡張し、任意個数、任意電荷、任意色荷をもつスピン0、スピン1、スピン1/2粒子を含む有効理論での素粒子散乱振幅や輻射補正の一般的表式を与え、コライダー物理やフレーバー物理で行われている新粒子探索に対して統一的な理解を与えた。

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公開日: 2025-01-30  

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