2014 Fiscal Year Annual Research Report
エネルギーフロンティア近傍における素粒子模型の構築
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14J03171
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
庄司 裕太郎 東北大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2016-03-31
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| Keywords | 超対称性 / ヒッグス粒子 / 次最小超対象標準模型 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は、最小超対称標準模型(MSSM)と呼ばれる模型に対しゲージシングレットを一つ加えた一般的な模型について解析し、その成果を論文及び国際会議にて発表を行った。
ゲージシングレットを加えた事によりヒッグス粒子はそのシングレットと混合し、MSSMに現れるヒッグス粒子とは異なる様相を呈する。特に、MSSMではヒッグス粒子の質量が現実の物よりも小さくなる傾向があるが、シングレットを加えることで改善可能である。また、混合によりヒッグス粒子と他の粒子との間の結合の強さが標準模型の予言からずれ、現在までの実験で制限、或いは、将来の実験で検出される可能性がある。
本年度明らかにした結果は、シングレットとの混合によりヒッグス粒子の質量が持ち上がる領域において、ヒッグス粒子の超対称パートナーであるヒグシーノが数百GeV程度まで軽くなるというものである。ヒグシーノが軽い場合、その電気的に中性な成分が最も軽い超対称粒子(LSP)を主として構成する可能性があり、現象論的に重要となる。特に、LSPはR-Parityにより安定化し暗黒物質を構成することが出来るが、ヒグシーノが主な構成要素だった場合、単純なシナリオでは現在の残存量は測定値に比べずっと小さくなる。その為、ヒグシーノの構成割合を下げるか、又は少し複雑な暗黒物質生成シナリオが必要となる。
以上の内容を論文にまとめ、Journal of High Energy Physicsへ投稿、掲載された。また、国際会議にて4度、国内研究会にて３度、セミナーとして２度発表を行った。
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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
電弱対称性の破れがパラメーターの微調整をあまりせずに引き起こせる場合、次のLHCのRunにおいて何かが発見される可能性がある。私の研究目的は、このような微調整があまり必要のない模型の構築であった。
私が今年解析をしたシングレットによる最小超対称標準模型の拡張は、ヒッグス粒子の質量を正しく説明できるような領域においても微調整があまり必要なく、次のLHCで発見可能な場合がある。この模型は古くからある模型であるが、新しく発見されたヒッグス粒子の情報を元により一般的に解析することは意義がある。そのため、私はそのような解析を行い、ヒッグス粒子の超対称パートナーであるヒグシーノが軽くなりやすいという結果を得た。また、既にあるヒグシーノの質量の下限によりパラメーター領域をある程度絞ることができた。
さらに、この解析により、シングレット拡張やヒッグス物理についての理解が進み、今後の研究の発展に大きく寄与すると思われる。
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| Strategy for Future Research Activity |
もし軽い領域に超対称性粒子があれば、今年度から再開するLHCにて発見の可能性がある。そのため、その結果を注視しながら研究を進めていきたい。特に新しいシグナルが見えた場合、できるだけ早くそのようなシグナルを説明できる模型を構築していきたい。また、見つからなかった場合についても、できるだけパラメーターの調整が必要なくLHCの実験で見つからない場合について解析していきたい。
また、現在のヒッグス粒子の質量を説明するためには、ある程度A-termと呼ばれる3次の結合定数が大きいことが期待できる。そのような場合、電弱対称性を正しく破る真空が不安定になりやすく、宇宙年齢より早くより深い安定点に相転移をしてしまう可能性がある。そのため、どのようなパラメーター領域においてこのようなことが起こるか、より詳細に調べる必要がある。これについても並行して進めていきたい。
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Research Products
(8 results)
