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レプトン数の破れた過程は、現在の宇宙における粒子・反粒子の非対称の原因解明に関わるため非常に重要であり、また素粒子標準理論を超え、それを包含するより本質的な枠組みの構築への手がかりともなり得る。レプトン数の破れを検証する有効な方法として、現在多くの実験で「無ニュートリノ二重ベータ崩壊過程」が探索されている。実験の主要な目的はニュートリノの質量項がレプトン数を破っているか否かの検証であるが、レプトン数を破る新物理からの寄与に対しても非常に高い感度を有しているという点に特に着目して研究を行っている。次世代実験の新物理に対する感度はテラ電子ボルトスケールであり、新物理探索に於いてLHC実験と相補的な役割を果たすことが期待できる。本研究は、無ニュートリノ二重ベータ崩壊過程に寄与する新物理の可能性を網羅的・系統的に調べ上げ、高エネルギー・スケールで実現される理論模型の構築ならびに峻別・特定に寄与することを主要な目的としている。本年度は、ニュートリノの媒介による増幅効果を含むレプトン数の破れた相互作用(質量次元7の有効相互作用)の起源を網羅的に調べ上げ、ニュートリノ質量との関係を明らかにする論文を上梓した。
IceCube実験は着々と高エネルギー宇宙ニュートリノ事象を蓄積し、より高統計なスペクトルを継続的に発表している。本研究では、そのスペクトルの特徴的な振る舞い(具体的にはあるエネルギー領域におけるイベント欠損)を説明する新レプトン相互作用を提案し、それがミューオン異常磁気能率の実験値と理論値のズレをも説明できることを示した。本年度は、宇宙ニュートリノのフラックスの計算を精密化し、高統計データを用いた新レプトン力の検証に備える論文をPhysical Review D誌に発表した。
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