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2023 年度 実績報告書

超弦理論のトーラスコンパクト化モデルによる素粒子標準模型のフレーバー構造の再現

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ0047
配分区分基金
研究機関北海道大学

研究代表者

菊地 渉太  北海道大学, 理学院, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
キーワードフレーバー構造 / 超弦理論 / トーラスコンパクト化 / モジュラー対称性
研究実績の概要

超弦理論に基づくフレーバー構造の再現にあたって、初年度はシンプルなモデルであるT2/Z2オービフォールドモデルでの解析を行った。結果としてフェルミオンの質量比および混合角は、波動関数のゼロ点というコンパクト空間の幾何に依存する量のパターン次第で再現可能だと判明した。より一般化されたモデルとして、最終年度の研究ではT4、T6のオービフォールドモデルに着手した。今年度の進捗ではそれらモデルにおけるゼロモード波動関数を構築できたが、フレーバー構造再現可能性の探索については未着手となった。一方で、後述の4次元のモジュラーフレーバーモデルからの示唆として、複数モジュライによるCP対称性の破れも含めたフレーバー構造の再現可能性が見出された。モジュライもまたコンパクト空間の幾何学的量である。つまり、幾何学的量がフレーバー構造再現可能性を左右する可能性を見出せた。
フレーバー構造へのもう一つのアプローチとして、4次元のモジュラーフレーバーモデルがある。今年度は3つのA4対称性を持ったモジュラーフレーバーモデルを研究した。このモデルは超弦理論のT2xT2xT2モデル等から導出できる可能性がある。また、複数モジュライを持ったモデルである。このモデルにおいてCP対称性の破れも含めたフレーバー構造の再現を試みると、ノンユニバーサルな複数モジュライが必要だという結果が得られた。さらにZmxZn対称性(2つのモジュライ)を持ったクォークフレーバーモデルの質量行列をモジュライの対称点近傍で調べた。結果としてCP対称性の破れと質量階層性は別個のモジュライに起因していることが示された。この結果は複数モジュライを持つ超弦理論のT4、T6モデルに対しても適用可能だと期待される。
総括して、研究期間全体を通して幾何学的量(波動関数のゼロ点、モジュライ)とフレーバー構造の再現可能性を関連付けることができたと考える。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2024 2023

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 7件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Modular symmetry in magnetized T^2g torus and orbifold models2024

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi Shota、Kobayashi Tatsuo、Nasu Kaito、Takada Shohei、Uchida Hikaru
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 109 ページ: -

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.109.065011

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Texture zeros of quark mass matrices at fixed point τ = ω in modular flavor symmetry2023

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi Shota、Kobayashi Tatsuo、Tanimoto Morimitsu、Uchida Hikaru
    • 雑誌名

      The European Physical Journal C

      巻: 83 ページ: -

    • DOI

      10.1140/epjc/s10052-023-11718-1

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Number of zero-modes on magnetized T4/ZN orbifolds analyzed by modular transformation2023

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi Shota、Kobayashi Tatsuo、Nasu Kaito、Takada Shohei、Uchida Hikaru
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2023 ページ: -

    • DOI

      10.1007/JHEP06(2023)013

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Remark on modular weights in low-energy effective field theory from type II string theory2023

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi Shota、Kobayashi Tatsuo、Nasu Kaito、Otsuka Hajime、Takada Shohei、Uchida Hikaru
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2023 ページ: -

    • DOI

      10.1007/JHEP04(2023)003

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Quark mass hierarchies and CP violation in A4 × A4 × A4 modular symmetric flavor models2023

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi Shota、Kobayashi Tatsuo、Nasu Kaito、Takada Shohei、Uchida Hikaru
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2023 ページ: -

    • DOI

      10.1007/JHEP07(2023)134

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Zero-modes in magnetized T6/ZN orbifold models through Sp(6,Z) modular symmetry2023

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi Shota、Kobayashi Tatsuo、Nasu Kaito、Takada Shohei、Uchida Hikaru
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 108 ページ: -

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.108.036005

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Moduli trapping mechanism in modular flavor symmetric models2023

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi Shota、Kobayashi Tatsuo、Nasu Kaito、Yamada Yusuke
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2023 ページ: -

    • DOI

      10.1007/JHEP08(2023)081

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] A4×A4×A4モジュラー対称フレーバーモデルにおけるクォーク質量階層性とCPの破れ2023

    • 著者名/発表者名
      菊地渉太,小林達夫,那須海渡,高田翔平,内田光
    • 学会等名
      日本物理学会第78回年次大会

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公開日: 2024-12-25  

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