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2022 年度 実績報告書

素粒子現象論における解析的計算の精密化

研究課題

研究課題/領域番号 20J00328
研究機関東北大学

研究代表者

三嶋 剛  東北大学, 理学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2023-03-31
キーワード量子色力学 / 大型ハドロン衝突型加速器 / LHC / ヒッグス粒子 / 標準模型
研究実績の概要

現在の素粒子物理学の主眼のひとつは理論計算と実験結果の比較の精密化である。本研究では理論計算の精度を向上させるために、2つの方向から研究を進めた。
1つ目の研究として、大型ハドロン衝突型加速器でのヒッグス粒子生成実験で測定されている生成断面積の量子色力学的一時補正の計算をおこなった。生成断面積には複雑な量子補正が関わっており、解の知られていないファインマン積分がいくつも現れる。本研究ではそれらを2つの異なる近似で評価してつなぎ合わせるという手法を発展させた。この手法は実用性も拡張性も高く、今後も他の生成断面積の計算に応用できる汎用性がある。並行して、この物理量に対する量子色力学補正だけでなく弱い相互作用による補正も部分的に計算し、論文として発表した。
2つ目の研究として量子色力学の高次補正計算に現れるリノーマロンを適切に分離する手法を発展させた。リノーマロンは理論計算の精密化を阻害するため、これを分離することで精密な計算が実現できる。また、一般的な物理量に対して場の量子論の演算子積展開の中でリノーマロンの効果が相殺する機構を、本手法と領域分割展開の組み合わせによって提示した。さらに、理論的枠組みを整備しただけでなく、本手法を主にBメソンの崩壊幅に適用し、素粒子の標準模型の基礎パラメータのひとつであるカビボ-小林-益川行列の行列要素のひとつを決定した。
補足として、本研究課題とは直接の関係は薄いが、私が以前参加していたpiAFグループのおこなった原子核実験の測定データの解析が完了し、結果が論文として発表された。

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

    (5件)

すべて 2022 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件)

  • [国際共同研究] Karlsruhe Institute of Technology/RWTH Aachen University(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Karlsruhe Institute of Technology/RWTH Aachen University
  • [国際共同研究] Sussex University/Durham University(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      Sussex University/Durham University
  • [国際共同研究] Paul Scherrer Institut(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      Paul Scherrer Institut
  • [雑誌論文] ZH production in gluon fusion at NLO in QCD2022

    • 著者名/発表者名
      Long Chen, Joshua Davies, Gudrun Heinrich, Stephen P. Jones, Matthias Kerner, Go Mishima, Johannes Schlenk, Matthias Steinhauser
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 8 ページ: 056

    • DOI

      10.1007/JHEP08(2022)056

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Higgs boson contribution to the leading two-loop Yukawa corrections to gg -> HH2022

    • 著者名/発表者名
      Joshua Davies, Go Mishima, Kay Schoenwald, Matthias Steinhauser, Hantian Zhang
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 8 ページ: 259

    • DOI

      10.1007/JHEP08(2022)259

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著

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公開日: 2023-12-25  

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