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2011 Fiscal Year Annual Research Report

余剰次元、世代起源とLHC物理

Research Project

Project/Area Number 20244028
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

細谷 裕  大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (50324744)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 波場 直之  大阪大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (00293803)
尾田 欣也  大阪大学, 大学院・理学研究科, 助教 (60442943)
Keywords素粒子理論 / ヒッグス粒子 / ゲージ・ヒッグス統合理論 / 暗黒物質 / 細谷機構 / 余剰次元 / 世代 / ニュートリノ
Research Abstract

LHC実験が始まった。素粒子の標準理論で未発見のヒッグス粒子の探索が最大の課題である。一体、標準模型で予想されているとおりに見つかるか、あるいは、予想に反して見えないか。さらに、余剰次元への励起モードが見えるか。新粒子の発見、ヒッグス粒子の相互作用の確定を通して、現在の電弱統一理論の基本的枠組みが正しいか、対称性の破れの起源は何か、そしてクォーク・レプトンの世代起源は何かなどを明確にするのが本研究課題である。細谷達は高次元ゲージ理論の様々なモデルを展開し、物理的帰結をあきらかにした。
細谷は、ヒッグス場とゲージ場を統合するSO(5)xU(1)ゲージ・ヒッグス統合理論の更なる解析をすすめた。クォークとレプトンのゲージ結合の評価、ゲージボゾンのKKモード生成の評価、LHC実験でいかに確かめることができるかを明らかにした。また、暗黒物質と結びつけることで超対称粒子の質量を評価しstop粒子(トップクォークの超対称粒子)が300GeV位だとうまく説明できることも示した。
波場は、ニュートリノとYukawa相互作用をするHiggs doubletの真空期待値が小さいが故に、ニュートリノの微小質量が導出される新しいHiggs模型を構築し、現象論的解析を行なった。またLHCにおけるトップ対生成過程の散乱断面積のヘリシティ依存性を解析し、標準模型を超える物理の探索の可能性を示した。
尾田は、余剰次元UED模型において、KKトップ・クォークの寄与により、ヒッグス粒子の生成断面積が上がり、これにより現在観測されているヒッグス粒子候補の断面積の最適値が標準模型の1.5~2倍程度であることが説明できることを示した。
2011年12月12日~14日には、「International Workshop : Extra Dimensions in the Era of the LHC」を大阪大学で開催した。100人近い(外国から25人)参加者があった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

余剰次元理論の解析と予言がなされ、次年度(2012年12月頃)に出ると思われるLHCでの実験結果と比較できる準備がととのった。また、ニュートリノに関する新しい理論も構築できた。

Strategy for Future Research Activity

SO(5)xU(1)ゲージ・ヒッグス統合理論の電弱精密測定結果との整合性を吟味する。UED模型を含め、H24年度に観測されるであろう実験結果と余剰次元理論との整合性を吟味する。

  • Research Products

    (38 results)

All 2012 2011

All Journal Article (17 results) (of which Peer Reviewed: 17 results) Presentation (21 results)

  • [Journal Article] Parity Violation in QCD Process2012

    • Author(s)
      N. Haba, K. Kaneta, S. Matsumoto, T. Nabeshima and S. Tsuno
    • Journal Title

      Phys. Rev.

      Volume: D85 Pages: 014007 (1-7)

    • DOI

      doi:10.1103/PhysRevD.85.014007

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Heavy Higgs boson at the Tevatron and the LHC in universal extra dimension models2012

    • Author(s)
      K. Nishiwaki, K. Oda, N. Okuda, R. Watanabe
    • Journal Title

      Phys. Rev.

      Volume: D85 Pages: 035026 (1-22)

    • DOI

      doi:10.1103/PhysRevD.85.035026

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A bound on Universal Extra Dimension Models from up to 2fb^{-1} of LHC Data at 7TeV2012

    • Author(s)
      K.Nishiwaki, K.Oda, N.Okuda, R.Watanabe
    • Journal Title

      Phys.Lett.B

      Volume: 707 Pages: 506-511

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2011.12.061

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Collider signatures of the SO(5)xU(1) gauge-Higgs unification2011

    • Author(s)
      Y. Hosotani, M. Tanaka, and N. Uekusa
    • Journal Title

      Phys. Rev.

      Volume: D84 Pages: 075014 (1-22)

    • DOI

      doi:10.1103/PhysRevD.84.075014

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dirichlet Higgs as radion stabilizer in warped compactification2011

    • Author(s)
      N. Haba, K. Oda and R. Takahashi
    • Journal Title

      JHEP 1105

      Volume: (2011) 125 Pages: (1-33)(2011) 33-44

    • DOI

      doi:10.1007/JHEP05(2011)125

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Vacuum stability in neutrinophilic Higgs doublet model2011

    • Author(s)
      N. Haba and T. Horita
    • Journal Title

      Phys. Lett

      Volume: B705 Pages: 98-105

    • DOI

      doi:10.1016/j.physletb.2011.09.103

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dirichlet Higgs in extra-dimension, consistent with electroweak data2011

    • Author(s)
      N.Haba, K.Oda, R.Takahashi
    • Journal Title

      Acta Phys.Polon.B

      Volume: 42 Pages: 33-44

    • DOI

      10.1007/JHEP03(2010)064

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Baryogenesis from Dark Sector2011

    • Author(s)
      N.Haba, S.Matsumoto
    • Journal Title

      Prog.Theor.Phys.

      Volume: 125 Pages: 1311-1316

    • DOI

      10.1143/PTP.125.1311

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sneutrino Inflation with Asymmetric Dark Matter2011

    • Author(s)
      N.Haba, S.Matsumoto, R.Sato
    • Journal Title

      Phys.Rev.D

      Volume: 84 Pages: 055016-1-055016-6

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.84.055016

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Low scale thermal leptogenesis in neutrinophilic Higgs doublet models2011

    • Author(s)
      N.Haba, O.Seto
    • Journal Title

      Prog.Theor.Phys.

      Volume: 125 Pages: 1155-1169

    • DOI

      10.1143/PTP.125.1155

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Tiny neutrino mass from SUSY and lepton number breaking sector2011

    • Author(s)
      N.Haba, T.Shindou
    • Journal Title

      Phys.Lett.B

      Volume: 701 Pages: 229-233

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2011.05.050

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spontaneous Parity Violation in SUSY Strong Gauge Theory2011

    • Author(s)
      N.Haba, H.Ohki
    • Journal Title

      JHEP

      Volume: 1108 Pages: 021-1-021-16

    • DOI

      10.1007/JHEP08(2011)021

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] υ-Two Higgs Doublet Model and its Collider Phenomenology2011

    • Author(s)
      N.Haba, K.Tsumura
    • Journal Title

      JHEP

      Volume: 1106 Pages: 068-1-068-19

    • DOI

      10.1007/JHEP06(2011)068

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Thermal leptogenesis in a supersymmetric neutrinophilic Higgs model2011

    • Author(s)
      N.Haba, O.Seto
    • Journal Title

      Phys.Rev.D

      Volume: 84 Pages: 103524-1-103524-5

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.84.103524

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Predictions via large θ13 from cascades2011

    • Author(s)
      N.Haba, R.Takahashi
    • Journal Title

      Phys.Lett.B

      Volume: 702 Pages: 388-393

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2011.07.029

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Why is TeV-scale a geometric mean of neutrino mass and GUT-scale?2011

    • Author(s)
      N.Haba
    • Journal Title

      Europhys.Lett.

      Volume: 96 Pages: 21001-1-21001-4

    • DOI

      10.1209/0295-5075/96/21001

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Gauge-Higgs Unification in Lifshitz Type Gauge Theory2011

    • Author(s)
      H.Hatanaka, M.Sakamoto, K.Takenaga
    • Journal Title

      Phys.Rev.D

      Volume: 84 Pages: 025018-1-025018-15

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.84.025018

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Toward the nonperturbative Hosotani mechanism2012

    • Author(s)
      細谷裕
    • Organizer
      日本物理学会第67回年次大会
    • Place of Presentation
      関西学院大学,兵庫県
    • Year and Date
      2012-03-26
  • [Presentation] 超対称ゲージ・Higgs統合模型における有限温度の効果2012

    • Author(s)
      幡中久樹
    • Organizer
      日本物理学会第67回年次大会
    • Place of Presentation
      関西学院大学,兵庫県
    • Year and Date
      2012-03-24
  • [Presentation] Gauge-Higgs unification approach2012

    • Author(s)
      Y.Hosotani
    • Organizer
      GUT 2012
    • Place of Presentation
      YITP,京都大学,京都府(招待講演)
    • Year and Date
      2012-03-17
  • [Presentation] SO(5)xU(1) gauge-Higgs unification2012

    • Author(s)
      Y.Hosotani
    • Organizer
      Beyond the Standard Model and the Origin of Higgs
    • Place of Presentation
      神戸大学,兵庫県(招待講演)
    • Year and Date
      2012-03-14
  • [Presentation] Higgs at LHC in Universal Extra Dimensions2012

    • Author(s)
      K.Oda
    • Organizer
      2012 workshop "Beyond the Standard Model and The Origin Of Higgs"
    • Place of Presentation
      神戸大学,兵庫県(招待講演)
    • Year and Date
      2012-03-14
  • [Presentation] Realistic SO(5)xU(1) model in RS space2012

    • Author(s)
      Y.Hosotani
    • Organizer
      Rencontres de Moriond EW 2012
    • Place of Presentation
      Thuile, Italy(招待講演)
    • Year and Date
      2012-03-06
  • [Presentation] Extra dimensional models as a solution to the hierarchy problem2012

    • Author(s)
      K.Oda
    • Organizer
      KEK理論研究会2012
    • Place of Presentation
      高エネルギー加速器研究機構,茨城県(招待講演)
    • Year and Date
      2012-03-05
  • [Presentation] SUSY breaking scales in the SO(5)xU(1) gauge-Higgs unification model2012

    • Author(s)
      Hisaki Hatanaka
    • Organizer
      KEK Theory Meeting on Particle Physics Phenomenology
    • Place of Presentation
      高エネルギー加速器研究機構,茨城県
    • Year and Date
      2012-02-28
  • [Presentation] Gauge-Higgs unification and the LHC2012

    • Author(s)
      Y.Hosotani
    • Organizer
      Strongly coupled physics beyond standard model
    • Place of Presentation
      ICTP, Trieste, Italy(招待講演)
    • Year and Date
      2012-01-26
  • [Presentation] Extra dimensions and Higgs/SUSY2012

    • Author(s)
      Y.Hosotani
    • Organizer
      先端加速器LHCが切り拓くテラスケールの素粒子物理学
    • Place of Presentation
      神戸大学,兵庫県(招待講演)
    • Year and Date
      2012-01-07
  • [Presentation] Updated Higgs Constraints and Signals of Universal Extra Dimensions at LHC2012

    • Author(s)
      K.Oda
    • Organizer
      先端加速器LHCが切り拓くテラスケールの素粒子物理学
    • Place of Presentation
      神戸大学,兵庫県
    • Year and Date
      2012-01-07
  • [Presentation] Higgs at ILC in Universal Extra Dimensions in Light of Recent LHC Data2011

    • Author(s)
      K.Oda
    • Organizer
      International Workshop on Future Linear Collider (LCWS11)
    • Place of Presentation
      Granada, Spain
    • Year and Date
      2011-09-26
  • [Presentation] SUSY breaking scale in the gauge-Higgs unification2011

    • Author(s)
      細谷裕
    • Organizer
      日本物理学会2011年秋期大会
    • Place of Presentation
      弘前大学,青森県
    • Year and Date
      2011-09-17
  • [Presentation] 歪んだ余剰次元でのゲージ・Higgs統合模型の有限温度による相転移2011

    • Author(s)
      幡中久樹
    • Organizer
      日本物理学会2011年秋期大会
    • Place of Presentation
      弘前大学,青森県
    • Year and Date
      2011-09-17
  • [Presentation] Neutrinophilic Higgs doublet model and its phenomenology2011

    • Author(s)
      N.Haba
    • Organizer
      Scalars 2011
    • Place of Presentation
      ワルシャワ大学,Poland(招待講演)
    • Year and Date
      2011-08-28
  • [Presentation] Collider signatures of gauge-Higgs unification2011

    • Author(s)
      Y.Hosotani
    • Organizer
      Scalar 2011
    • Place of Presentation
      Warsaw, Poland(招待講演)
    • Year and Date
      2011-08-26
  • [Presentation] ランドール・サンドラム時空上のゲージ-ヒッグス統合模型の熱相転移2011

    • Author(s)
      幡中久樹
    • Organizer
      熱場の量子論とその応用
    • Place of Presentation
      京都大学基礎物理学研究所,京都府
    • Year and Date
      2011-08-23
  • [Presentation] Heavy Higgs at Tevatron and LHC in Weak-Scale Universal Extra Dimensions2011

    • Author(s)
      K.Oda
    • Organizer
      実験理論共同研究会「LHCが切り拓くテラスケール物理」
    • Place of Presentation
      東京大学,東京都
    • Year and Date
      2011-08-22
  • [Presentation] Thermal Phase Transition in Gauge-Higgs Unification in Warped Spacetime2011

    • Author(s)
      Hisaki Hatanaka
    • Organizer
      Summer Institute 2011
    • Place of Presentation
      人材開発センター富士研修所,静岡県
    • Year and Date
      2011-08-16
  • [Presentation] Collider signatures of gauge-Higgs unification2011

    • Author(s)
      Y.Hosotani
    • Organizer
      Summer Institure 2011
    • Place of Presentation
      人材開発センター富士研修所,静岡県(招待講演)
    • Year and Date
      2011-08-14
  • [Presentation] Unitarity in Dirichlet Higgs Model2011

    • Author(s)
      K.Oda
    • Organizer
      「場の理論と弦理論」研究会
    • Place of Presentation
      京都大学基礎物理学研究所,京都府
    • Year and Date
      2011-07-25

URL: 

Published: 2013-06-26  

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