| 研究課題/領域番号 |
24540291
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| 研究機関 | 熊本保健科学大学 |
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研究代表者 |
竹永 和典 熊本保健科学大学, 保健科学部, 教授 (50379294)
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| 研究分担者 |
宗 博人 愛媛大学, 理工学研究科, 教授 (20196992)
山下 敏史 愛知医科大学, 医学部, 講師 (90622671)
小島 健太郎 九州大学, 学内共同利用施設等, 准教授 (20525456)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | ゲージヒッグス統一機構 / 有限温度 / ゲージ対称性の破れ / ポリヤコフループ |
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| 研究実績の概要 |
ゲージヒッグス統一機構は標準理論を超える物理を考える上で、有望な理論的枠組みである。この理論の真空構造を探るには有効ポテンシャルを評価することが必要不可欠であるが、その数学的構造は有限温度における場の理論の有効ポテンシャルと本質的に同等なものである。この数学的同等性の由来は、有限温度ではユークリッド時間方向が円にコンパクト化されているため、これに対応して、カルーザクラインモードが出現するからである。我々は、この同等性を念頭に置いて、標準理論において物理的に意味のあるオーダーパラメーターをすべて考慮して、有限温度における標準理論の有効ポテンシャルを、摂動のワンループで評価することを行い、真空構造を研究した。
従来の有限温度のポテンシャルの計算では、ヒッグス場に由来するただ1種類のオーダーパラメーターしか考慮されなかった。有限温度ではユークリッド時間方向が円にコンパクト化されているために、この方向の成分ゲージ場が力学的自由度になり、それに起因して生じる物理量であるポリヤコフループをきちんと考慮しなければならない。その結果、オーダーパラメーターは全部で4種類（ヒッグス場、SU(3)、SU(2)、U(1)ゲージ場）あり、パラメーターの数は全部で、4個存在することになる。新たに3つのオーダーパラメータが加わり、これが本来、有限温度で標準理論が持つオーダーパラメーターの数である。この中には電荷を破る方向が存在することが注目に値する。
我々は4つのオーダーパラメーターを正しく取り込んで、ワンループの摂動近似で有効ポテンシャルを求めた。電荷の破れはないという仮定を置き、これは摂動論を使う限り正当化される、解析的な計算と評価を行った。その結果、新しいオーダーパラメーターが真空期待値をとる真空配位は存在せず、新しい相構造は出現しないことが分かった。
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