2019 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | New expansion of particle physics of post-Higgs era by LHC revealing the vacuum and space-time structure |
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| Project/Area Number |
16H06490
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
山口 昌弘 東北大学, 理学研究科, 教授 (10222366)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
磯 暁 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (20242092)
諸井 健夫 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (60322997)
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| Project Period (FY) |
2016-06-30 – 2021-03-31
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| Keywords | 素粒子物理学 / 初期宇宙論 / 超対称性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
将来計画されている100TeV陽子・陽子型加速器における、超対称模型検証の可能性を研究した。特に3つのゲージ―ノ質量をそれぞれ測定する手法について提唱するとともに、モンテカルロシミュレーションを用い予想される決定精度の見積もりを行った結果、数パーセントの精度で測定可能であることを示すことができた。また、新粒子間接探査の研究を行い、Drell-Yanプロセスにより作られるレプトン対の不変質量や横方向質量の分布を調べることにより、電磁相互作用を持つ粒子の探査が可能になることを指摘した。ミューオンの異常磁気能率が標準模型からずれている場合に、将来のミューオンコライダー実験での新物理の発見について研究を進めた。初期宇宙において電弱対称性が過冷却を起こす場合、QCD温度近傍で熱的インフレーションが自然に発生するが、その際アクシオンの原始揺らぎが輻射場の揺らぎに転化され、宇宙背景放射の揺らぎを説明できることを示した。また、不安定な擬真空の崩壊率の理論的計算において必要となるバウンス解について、フロー方程式を用いる方法を提唱し、正しくバウンス解を与えることを、具体的模型において示した。アクシオンが暗黒物質である場合、アクシオン場の時間変化に応じて宇宙空間を伝播する光の偏光面の回転が時間とともに変化することを用いた暗黒物質探査の新たな手法を提唱した。特に、原始惑星系円盤、スーパーノバ残骸、宇宙背景放射の前景放射などからの光を用いた探査の可能性を指摘し、予想される感度の見積もりを行った。また、超弦理論から予見される回転するDブレーンで構成されている宇宙においては、超対称性が回転により破れ、電弱対称性の破れが引き起こされる。このダイナミクスを詳細に調べるため、回転で引き起こされる引力相互作用と共鳴状態の生成可能性を詳細に調べるための基本的なフレームワークを構築した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
LHC実験から標準模型を超える新物理に関する示唆が得られていない状況の中で、将来の実験計画における新物理の探索、初期宇宙の理解、超弦理論から期待される物理の研究、暗黒物質などのテーマについて、着実に研究を進展させている。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、将来の実験計画における新物理の探索、初期宇宙の理解、超弦理論から期待される物理の研究、暗黒物質などのテーマについて、研究を進めて行く。特にミューオンの異常磁気能率の実験値の標準模型の予言からのずれが新たな実験により確認された中で、そこから期待される新物理の探索の研究について注力する。
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