計画班: C17

CPの破れと標準模型を超える物理

研究代表者	小林誠	高エネルギー加速器研究機構・ダイヤモンドフェロー
	林青司	神戸大学・教授
	岡田安弘	高エネルギー加速器研究機構・教授

重要な成果

ニュートリノ質量を説明できる大統一理論やフレーバー対称性を持った理論などいろいろな種類の超対称模型でB中間子、K中間子のCP破れや稀崩壊過程、レプトンフレーバーの破れ過程の計算を行って、これらの観測量の標準模型の予言からのずれのパターンの模型による違いを明らかにした。そして、この結果を現行のBファクトリー実験の結果の解釈と関連する実験の将来計画の検討に役立てた。

年度毎の進展と成果

平成13年度

高次元ゲージ理論においてゲージ・ヒッグスを具現する5次元SU(3)ゲージ理論を提唱し, オービフォールド化と細谷機構により、望ましいゲージ場、ヒッグス場の出現と、望ましいゲージ対称性の破れが実現する事を示した。近年明らかになってきたニュートリノ振動関して、擬ディラックニュートリノシナリオが成立するかどうかを詳しく検討した。

平成14年度

大統一理論やフレーバー対称性を持った理論などいろいろな超対称模型で様々なフレーバーチェンジングニュートラルカレント過程やCPの破れを計算し、Bファクトリー実験に対するインパクトを明らかにした。将来のレプトンフレーバーの破れの探索実験のため、ミューオン原子中のミューオン電子転換過程転換確率を、いろいろな原子核で詳しく計算した。ニュートリノの３世代混合の振動確率を２世代混合で扱う新しい近似公式を導いた。

平成15年度

小さなニュートリノの質量を生成する機構であるZee模型について、宇宙論的な制限を満たす現実的な模型を構築した。様々な超対称模型でB中間子の稀崩壊過程について計算を進め、Super B factory 計画の検討に役立てた。また、超対称シーソー模型で、ミュー粒子－電子転換過程に対し重いヒッグス粒子の交換による新しい寄与があることを指摘した。

平成16年度

高次元重力理論の元で、重力、ゲージ場、ヒッグス場を統一し、ヒッグス質量への２次発散する量子効果を除去する試みを行った。ニュートリノの質量がマヨラナ質量であるかを調べるために考えられる2重ベータ崩壊以外の様々な過程を検討した。ヒッグス２重項を複数ふくむ模型で電弱相転移の際にバリオン数が生成されるシナリオを考え、コライダー実験でのヒッグス粒子の物理へのインパクトを調べた。

平成17年度

B 中間子がタウレプトンを含む終状態へ崩壊する過程を超対称模型で考え、超対称の破れの構造をどのように解明することができるかについて調べた。余剰次元を用いたゲージヒッグス統一模型と超対称性の理論の関係を調べ、前者の理論に量子力学的超対称性が隠されていることを見出した。

平成18年度

ニュートリノの質量生成をTeVスケールの物理によって説明する左右対称模型をタウ粒子やミュー粒子のレプトンフレーバーの破れの過程によって探る可能性を検討した。ゲージヒッグス統一シナリオの電弱精密測定による制限を考察し、高次元理論であるにも関わらずS, Tパラメターの特定の線形結合に関しては有限量として予言可能であることを示した。また、磁気単極子の電気二重極能率を超対称性のあるモデルで詳細に調べて、その生成機構を明らかにした。

国際会議招待講演

M.Kobayashi, ``Symmetry and Einstein'', 2005 Particle Accelerator Conference, 2005年5月18日
M.Kobayashi, ``Duality and Electric Dipole Moment of Magnetic Monopole'', International Symposium pnΛ50　"The Jubilee of the Sakata Model", 2006年11月26日
C.S.Lim, ``The staus of Resonant Spin Flavor Precession'', NOON2001, 2001年12月5日
C.S.Lim, ``A variety of lepton number violating processes related to Majorana neutrino masses'', NuFact04, 2004年7月28日
C.S.Lim, ``Gauge-Higgs unification and related topics'', Planck 05, 2005年5月23日
Y.Okada, ``Physics introduction, Theory'', LCWS2002, 2002年8月26日
Y.Okada, ``Exploring SUSY breaking mechanism in B decays'', The 4th Workshop on Higher Luminosity B Factory, 2003年2月4日
Y.Okada, ``JLC Physics'', ACFA Linear Collider Symposium, 2003年2月12日
Y.Okada, ``Physics at ACFA LC'', ACFA LC meeting, 2003年4月17日
Y.Okada, ``SUSY in B Physics in $10^36$ Era'', Workshop on the Discovery Potential of an Asymmetric B Factory at $10^36$ Luminosity, 2003年5月8日
Y.Okada, ``Physics Overview'', The 5th Workshop on Higher Luminosity B Factory, 2003年9月24日
Y.Okada, ``Searching for new physics through LFV processes'', The 2nd International Conference on Flavor Physics, 2003年10月9日
Y.Okada, ``Introduction to linear collider physics'', The 6th ACFA Linear Collider Workshop, 2003年12月15日
Y.Okada, ``Physics at a Linear Collider'', 2004 Phenomenology Symposium, 2003年4月28日
Y.Okada, ``Muon Particle Physics'', NuFact 04, 2004年7月27日
Y.Okada, ``Searching for SUSY in B Decays'', 2004 SLAC Summer Institute, 2004年8月10日
Y.Okada, ``New Physics in B decays'', FPCP 2004, 2004年10月7日
Y.Okada, ``Summary talk for ILC Physics'', The 7th ACFA Workshop on Physics and Detector at the Linear Collider, 2004年11月12日
Y.Okada, ``SUSY and B Physics Observables'', Super B Factory Workshop in Hawaii, 2005年4月20日
Y.Okada, ``Lepton Flavor Violation'', The 3rd International Conference on Flavor Physics, 2005年10月7日
Y.Okada, ``Physics Overview'', LCWS06 \& ILC GDE meeting, 2006年3月9日
Y.Okada, ``B$\to$(D)$\tau$$\nu$ in MSSM'', Flavour in the era of the LHC, 2006年5月15日
Y.Okada, ``CP violation and CKM (Theory)'', The XXXIII International Conference on High Energy Physics, 2006年7月31日
Y.Okada, ``Summary from Theory Community'', The international workshop on B factories and new measurements, 2006年9月14日
Y.Okada, ``Status of Physics DCR'', International Linear Collider Workshop (ILC-ECFA), 2006年11月7日
Y.Okada, ``SUSY breaking studies'', The 2nd international workshop on B factories and new measurements, 2006年12月18日
Y.Okada, ``ILC Physics DCR'', 9th ACFA ILC Physics \& Detector Workshop and ILC GDE Meeting, 2007年2月4日
Y.Okada, ``ILC and future high energy physics'', Mini-workshop on frontiers in particle physics (NCU Taiwan), 2007年3月30日

国内会議招待講演

岡田安弘, 「Higgs Phyiscs at Linear Colliders (from theoretical viewpoint)」, 広島ヒグス研究会, 2003年1月15日
岡田安弘, 「SUSY/Higgs」, シンポジウム「物質の創生と発展」, 2004年11月4日
岡田安弘, 「B メソンにおけるCPは標準模型を超えるか？(理論家から)」, 京都大学基礎物理学研究所研究会　「場の理論の基礎的諸問題と応用」, 2004年12月16日
岡田安弘, 「Higgs and SUSY at future colliders」, Hiroshima Higgs Workshop, 2006年1月17日
岡田安弘, 「ILC Physics」, ILC 測定器　第一回研究会, 2006年12月20日

授賞

小林誠, 政府および文部科学省より小林・益川理論の提唱で文化功労者に選ばれる。（2001年11月3日）

査読付国際誌

M. Kobayashi and C.S. Lim, ``Pseudo Dirac scenario for neutrino oscillations'', Phys.\ Rev.\ D \bf 64, 013003 (2001)
M. Kubo, C.S. Lim aand H. Yamashita, ``The Hosotan Mechanism in Bulk Geuge Theories with an Orbifold Extra Space'', Mod.\ Phys.\ Lett.\ A \bf 17, 2249 (2002)
R.~Kitano, M.~Koike and Y.~Okada, ``Detailed calculation of lepton flavor violating muon electron conversion rate for various nuclei'', Phys.\ Rev.\ D \bf 66, 096002 (2002)
T.~Goto, Y.~Okada, Y.~Shimizu, T.~Shindou and M.~Tanaka, ``Exploring flavor structure of supersymmetry breaking at B factories'', Phys.\ Rev.\ D \bf 66, 035009 (2002)
C.S. Lim, K. Ogure and H. Tsujimoto, ``How precisely can we reduce the three-flavor neutrino oscillation to the two-flavor one only from delta(m**2(12))/delta(m**2(13)) approx. $<$ 1/15?'', Phys.\ Rev.\ D \bf 67, 033007 (2003)
K.Hasegawa, C.S. Lim and K. Ogure, ``Escape from washing out of baryon number in a two-zero-texture general Zee model compatible with the LMA-MSW'', Phys.\ Rev.\ D \bf 68, 053006 (2003)
S.~Kanemura, S.~Kiyoura, Y.~Okada, E.~Senaha and C.~P.~Yuan, ``New physics effect on the Higgs self-coupling'', Phys.\ Lett.\ B \bf 558, 157 (2003)
R.~Kitano, M.~Koike, S.~Komine and Y.~Okada, ``Higgs-mediated muon electron conversion process in supersymmetric seesaw model'', Phys.\ Lett.\ B \bf 575, 300(2003)
K.Hasegawa, C.S.Lim and N.Maru, ``An attempt to solve the hierarchy problem based on gravity gauge Higgs unification scenario'', Phys.\ Lett.\ B \bf 604, 133 (2004)
T.~Goto, Y.~Okada, Y.~Shimizu, T.~Shindou and M.~Tanaka, ``Exploring flavor structure of supersymmetry breaking from rare B decays and unitarity triangle'', Phys.\ Rev.\ D \bf 70, 035012 (2004)
S.~Kanemura, Y.~Okada, E.~Senaha and C.~P.~Yuan, ``Higgs coupling constants as a probe of new physics'', Phys.\ Rev.\ D \bf 70, 115002 (2004)
C.S.Lim, E.Takasugi and M.Yoshimura, ``A variety of lepton number violating processes related to Majorana neutrino masses'', Prog.\ Theor.\ Phys.\ \bf 113, 1367 (2005)
C.S.Lim, T.Nagasawa, M.Sakamoto and H.Sonoda, ``Supersymmetry in gauge theories with extra dimensions'', Phys.\ Rev.\ D \bf 72, 064006 (2005)
H.~Itoh, S.~Komine and Y.~Okada, ``Tauonic B decays in the minimal supersymmetric standard model'', Prog.\ Theor.\ Phys.\ \bf 114, 179 (2005)
S.~Kanemura, Y.~Okada and E.~Senaha, ``Electroweak baryogenesis and quantum corrections to the triple Higgs boson coupling'', Phys.\ Lett.\ B \bf 606, 361 (2005)
M.~Kobayashi, ``Electric dipole Moment of magnetic monopole'', Prog.\ Theor.\ Phys.\ \bf 117, 479 (2007)
C.S.~Lim, ``Pseudo-Dirac Neutrinos'', Annales de la Fondation Louis de Broglie \bf 31, 2 (2006)
C.S.Lim, ``Calculable One-Loop Contributions to S and T parameters in the Gauge-Higgs Unification'', Phys.\ Rev.\ D to appear (2007)
M.~Asano, S.~Matsumoto, N.~Okada and Y.~Okada, ``Cosmic positron signature from dark matter in the littlest Higgs model with T-parity'', Phys.\ Rev.\ D \bf 75, 063506 (2007)

プレプリント

C.S.Lim, N.Maru and K.Hasegawa, ``Six dimensional gauge-Higgs unification with an extra space S**2 and the hierarchy problem'', hep-th/0605180
.~G.~Akeroyd, M.~Aoki and Y.~Okada, ``Lepton flavour violating tau decays in the left-right symmetric model'', hep-ph/0610344

学会発表リスト

岡田安弘, 「まとめ」, 日本物理学会第６１回年次大会シンポジウム”２０１０年代のフレーバー物理”, 2006年3月29日

解説書

小林誠, Remarks on the Commutator of Quark Mass Matrices in "Garden of Quanta" edited by J.Arafune et al. 2003, World Scientific
小林誠, 磁気単極子の電気二重極能率「だれが量子場をみたか」　中村孔一、中村徹、渡辺敬二　編 2004 日本評論社
T. Morii, C.S. Lim and S.N. Mukherjee, The Physics of the Standard Model and Beyond, 2004, World Scientific
林青司, 別冊・数理科学(２００５年）「統一場理論への取組みー晩年の挑戦（相対論の歩み）」
岡田安弘, 学術月報2005年9月号「質量の起源とヒッグス粒子」
岡田安弘, 数理科学2005年9月号「素粒子模型における対称性の破れ」
林青司, 数理科学2006年12月号「ヒッグスの謎」
岡田安弘, 数理科学2006年12月号「超対称理論における素粒子像 -スーパー粒子-」