計画班: C20
超対称ゲージ理論の非摂動ダイナミックスに基づくフレーバー物理
| 研究代表者 | 安江 正樹 | 東海大学・教授 |
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| 日置 善郎 | 徳島大学・教授 |
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重要な成果
広く知られているフレーバー$SU(N_f)$対称性及び$SO(N_f)$対称性の磁気自由度による記述に対して、電気的自由度による
記述を定式化した。インスタントン効果に着目した対称性の自発的破れと南部・ゴールドストーン場による構成が特徴である。
また、このような非摂動効果の高エネルギー加速器実験における現象論的な検証のための解析方法を整備した。
年度毎の進展と成果
平成13年度
$SO(N_c)$群に基づく強結合理論で、フレーバー$SU(N_f)$対称性
の自発的破れを無矛盾に記述する有効超ポテンシャルの構築に向けた研究を開始した。また、非摂動ダイナミックスの発現を調べるため
$e\bare\to t\bart \to \ell X$ 反応において，終状態レプトン角分布を調べ，角分布が$tbW$結合にはほ
とんど依存しないことを見出した．
平成14年度
平成13年度に見出した現象の成立条件を調べ，新しい定理「脱結合定理」を発見した．
また、$SO(N_c)$群に基づく強結合理論で$N_f\geq N_c$の時、フレーバー$SU(N_f)$対称性が自発的に
$SO(N_c)\times SU(N_f-N_c)\times U(1)$に破れる真空の存在を明らかにした。
平成15年度
更に$SO(N_c)$群に基づく強結合理論で、$N_f= N_c-2$の時、フレーバー$SU(N_f)$が自発的に$SO(N_c)$に破れる真空の存在を明らかにし、インスタントン真空と密接に関係していることを指摘した。
非摂動ダイナミックスの発現の解析には高い精度が要求されるが、閾値エネルギー付近のトップ生成時には、従来よりも遥かに高い解析精度を達成できることを示した。
平成16年度
$SO(N_c)$群に基づく強結合理論で、$N_f \geq N_c-2$の場合を統合的に調べ、ホロモロフィー性、アノーマリーの一致・インスタントン効果の再現、を示した。
また、非摂動効果が更によく現れる光子光子衝突でのトップ・反トップ生成崩壊過程に関す
る詳細な解析を行い，幾つかの情報が得られると期待できることを明らかにした．
平成17年度
前年度の成果を踏まえ、$SO(N_c)$群に基づく強結合理論のフレーバー物理への具体的な応用に備え、
新たなフレーバー対称性発現の可能性として、ニュートリノにおける$\mu-\tau$対称性に着目し、
ＣＰ対称性の破れと$\mu-\tau$対称性の破れの連携を詳細に調べた。同様に、トップおよびヒッグスの非標準相互作用を、
$\gamma\gamma$ コライダーでのトップ対生成・崩壊反応を詳細に調べ，精度の高い解析が可能であることを明らかにした．
平成18年度
ＣＰの破れのパラメータとフレーバーニュートリノ質量項の位相の一般的な関連を調べ$\mu-\tau$対称性の破れの性質を
明らかにした。更に、$\mu\bar\mu$ コライダーに着目し，トップ相互作用の非標準相互作用でＣＰ対称性の
破れがある場合には，縦偏極ビームを用いた非対称性の測定が有効であることが明らかとなった．
国際会議招待講演
- M. Yasue, ``Dynamical Flavor Symmetry Breaking in Supersymmetric Gauge Theories'', 9th International Workshop on Similarity and Diversity (SID-9), 17-19, 2004,
Daejeon, Korea, 2004年4月19日
- Z. Hioki, ``What will LC tell us on Top/QCD?'', International Workshop on Physics and Experiments with Future
Electron-Positron Linear Colliders (LCWS2004), April 19-23, 2004,
Le Carre des Sciences, Paris, France, 2004年4月23日
査読付国際誌
- M. Yasue, ``Physics of strongly coupled $N=1$ supersymmetric $SO(N_c)$ gauge theories'', Phys. Lett. B 543 296-302 (2002)
- B. Grzadkowski and Z. Hioki, ``Angular distribution of leptons in general $t\bart$ production
and decay'', Phys. Lett. B 529 82-86 (2002)
- M. Yasue, ``Flavor symmetry breaking in strongly coupled $N=1$ supersymmetric $SO(N_c)$ gauge theory with $N_f=N_c-2$'', Eur. Phys. Lett. 62 677-683 (2003)
- B. Grzadkowski and Z. Hioki, ``Decoupling of anomalous top decay vertices in angular distribution
of secondary particles'', Phys. Lett. B 557 55-59 (2003)
- K. Ikematsu, K. Fujii, Z. Hioki, Y. Sumino
and T. Takahashi, ``How well can we reconstruct the $t\bart$ system near its threshold
at future $e^+ e^-$ linear colliders?'', Eur. Phys. J. C 29 1-10 (2003)
- M. Yasue, ``Strongly coupled $N=1$ supersymmetric $SO(N_c)$ gauge theories without magnetic degrees of freedom'', Int. J. Mod. Phys. A 62 4323-4354 (2004)
- B. Grzadkowski, Z. Hioki, K. Ohkuma and J. Wudka, ``Probing anomalous top quark couplings induced by dimension-six
operators at photon colliders'', Nucl. Phys. B 689 108-126 (2004)
- B. Grzadkowski, Z. Hioki, K. Ohkuma and J. Wudka, ``Optimal-observable analysis of possible new physics using the b quark
in $\gamma\gamma\to t\bart\to bX$'', Phys. Lett. B 593 189-197 (2004)
- I. Aizawa, T. Kitabayashi and M. Yasue, ``Constraints on flavor neutrino masses and $\sin^2(2\theta_12)\gg\sin^2\theta_13$ in neutrino oscillations'', Phys. Rev. D 71 075011 1-14 (2004)
- T. Kitabayashi and M. Yasue, ``$\mu$-$\tau$ symmetry and maximal CP violation'', Phys. Lett. B. 621 133-138 (2004)
- I. Aizawa, T. Kitabayashi and M. Yasue, ``Neutrino mass textures with maximal CP violation'', Phys. Rev. D 72 055014 1-8 (2004)
- I. Aizawa, T. Kitabayashi and M. Yasue, ``Determination of neutrino mass texture for maximal CP violation'', Nucl. Phys. B 728 220-232 (2004)
- I. Aizawa and M. Yasue, ``New type of complex neutrino mass texture and $\mu$-$\tau$ symmetry'', Phys. Rev. D 73 015002 1-10 (2005)
- B. Grzadkowski, Z. Hioki, K. Ohkuma and J. Wudka, ``Optimal beam polarizations for new-physics search through
$\gamma\gamma\to t\bart\to \ell X/bX$'', JHEP 0511:029 (2005)
- B. Grzadkowski, Z. Hioki, K. Ohkuma and J. Wudka, ``Studying possible anomalous top-quark couplings at photon colliders'', Acta Phys. Polon. B 36 3531-3540 (2005)
- K. Fuki and M. Yasue, ``What does $\mu$-$\tau$ symmetry imply about neutrino mixings?'', Phys. Rev. D73 055014 1-8 (2006)
- B. Grzadkowski, Z. Hioki, K. Ohkuma and J. Wudka, ``New physics at the top'', Acta Phys. Polon. B37 1085-1092 (2006)
- B. Grzadkowski, Z. Hioki, K. Ohkuma and J. Wudka, ``New-physics search through $\gamma\gamma\to t\bart\to \ell X/bX$'', Nucl. Phys. Proc. Suppl. 157 246-250 (2006)
- T. Baba and M. Yasue, ``Correlation between leptonic CP violation and $\mu$-$\tau$ symmetry breaking'', Phys. Rev. D75 055001 1-14 (2007)
プレプリント
- Z. Hioki, ``Probing anomalous top couplings through the final lepton angular and energy
distributions at polarized NLC'', hep-ph/0104105
- Z. Hioki, ``A New decoupling theorem in top quark physics'', hep-ph/0210224
- Z. Hioki, ``New-physics search in $\gamma\gamma\to t\bart$'', hep-ph/0406247
- Z. Hioki, ``What will LC tell us on Top/QCD?'', hep-ph/0407319
学会発表リスト
- B. Grzadkowski, 日置善郎, 大熊一正, 「光子光子衝突における CP 非保存トップ対生成」, 日本物理学会 2001年秋期大会, 2001年9月25日
- B. Grzadkowski, 日置善郎, 大熊一正, J. Wudka, 「光子光子衝突におけるトップ対生成・崩壊過程での CP の破れ」, 日本物理学会 第57回年次大会, 2002年3月24日
- 池松克昌, 隅野行成, 高橋徹, 藤井恵介, 日置善郎, 「電子・陽電子リニアコライダー実験の $t\bart$ 閾値領域における CP 非保存観測量」, 日本物理学会 第57回年次大会, 2002年3月25日
- B. Grzadkowski, 日置善郎, 「トップクォークについての新しい脱結合定理」, 日本物理学会 2002年秋期大会, 2002年9月14日
- B. Grzadkowski, 日置善郎, 大熊一正, J. Wudka, 「光子-光子衝突実験におけるトップクォーク生成?崩壊と非標準相互作用」, 日本物理学会 2003年秋期大会, 2003年9月11日
- B. Grzadkowski, 日置善郎, 大熊一正, J. Wudka, 「光子光子衝突でのトップ対生成による最適観測量解析」, 日本物理学会 第59回年次大会, 2004年3月27日
- B. Grzadkowski, 日置善郎, 大熊一正, J. Wudka, 「光子光子散乱によって生成されるトップクォークと非標準相互作用」, 日本物理学会 2004年秋期大会, 2004年9月27日
- 相澤一郎, 安江正樹, 「ニュートリノの大混合から示唆されるCPの破れ方への制限」, 日本物理学会 第60回年次大会, 2005年3月25日
- 相澤一郎, 北林照幸, 安江正樹, 「CPの破れが最大である場合のニュートリノ質量行列」, 日本物理学会 2005年秋期大会, 2005年9月12日
- B. Grzadkowski, 日置善郎, 大熊一正, J. Wudka, 「$\gamma\gamma\to t\bart \to \ell X/bX$ 過程から探る非標準相互作用」, 日本物理学会 第61回年次大会, 2006年3月27日
- 相澤一郎, 安江正樹, 「$\mu$-$\tau$対称性の破れを持つニュートリノ質量行列とCP非保存」, 日本物理学会 第61回年次大会, 2006年3月30日
- 婦木健一, 安江正樹, 「$\mu$-$\tau$対称性の破れの帰結とニュートリノ混合」, 日本物理学会 第61回年次大会, 2006年3月30日
解説書
- 日置善郎, ``量子力学 -- その基本的な構成 --"，吉岡書店，平成 13 年 9 月 5 日
- 日置善郎, ``場の量子論 -- 摂動計算の基礎 -- （改訂版）"，吉岡書店，平成 17 年 2 月 10 日
ホームページ
- http://www.ias.tokushima-u.ac.jp/physics/theor/members/hioki-jp.html