計画班: D21

電弱対称性の破れのダイナミクスと、その宇宙論への応用

重要な成果

宇宙と量子の世界をつなぐ重要な接点である、ニュートリノ質量の性格と 質量絶対値、混合角すべてを決定する新たな実験手段として、 準安定原子のニュートリノ対生成が有力な方法であることを提唱した。 暗黒物質の直接および間接的探索 に関わる原子核との弾性散乱過程および対消滅過程に対する電弱相互作 用による量子補正を評価した。 グラビティー問題を避けるために必要な宇宙再加熱温度の上限について、詳細 な計算を行った。 ヒッグスレス模型について詳細な研究を行い、この模型が現在の精密 測定と矛盾しないことを見いだした。

年度毎の進展と成果

平成13年度

吉村はトンネル効果が宇宙の環境中でどのように起こるのかを、実時間形式を 用いて基礎から研究した。棚橋は余剰次元ゲージ理論におけるカイラル対称性 の力学的破れの研究を行った。諸井はCurvaton mechanism に関する研究を行なっ た。

平成14年度

吉村は引き続き、環境中でのトンネル効果を研究し、バリアークロス現象が環 境からのエネルギー流入によって促進される機構を明らかにした。棚橋はリト ルヒッグス模型と隠れた局所対称性模型との関連を研究した。諸井はCurvaton mechanism に関する研究を引続き行なった。久野は超対称模型の予言するEDMと フレーバーの物理との関係を調べた。

平成15年度

吉村は宇宙のバリオン非対称生成に関して注目されているレプトン生成シナリオ が実験室でどのように検証されうるかを、様々な反応に関して研究した。 棚橋は余剰次元模型におけるトップ対凝縮の可能性を探った。 諸井はCurvaton がインフレーション模型に与える影響について議論した。 久野は電弱相互作用をする暗黒物質の対消滅過程に対する非摂動論的効果を評価 した。

平成16年度

吉村は黒エネルギーの存在をインフレーションと関連づけ、素粒子のエネルギー ハイラルキーと同時に解決する模型を提唱した。 棚橋はヒッグスレス模型における電弱オブリーク補正の構造を明らかにした。 諸井は長寿命粒子が宇宙初期の元素合成に与える影響について研究した。久野 は超対称模型の予言する暗黒物質と原子核との弾性散乱に対する量子補正を評 価した。

平成17年度

吉村は新たなレーザー増幅機構を用いてレプトン数非保存を検証する実験を提 案した。 棚橋はヒッグスレス模型における電弱補正の研究を行った。 諸井はグラビティーノが元素合成に与える影響について、精密な計算を行なっ た。 久野は暗黒物質直接探索の１つの方法として電子加速器を使うアイデアを提唱し た。

平成18年度

吉村は、準安定原子にレーザーを照射してニュートリノ対生成を促進する方法が、 ニュートリノのマヨラナ性を検証し、ニュートリノ質量行列を決定する 有力な方法であることを示した。 諸井は右巻スニュートリノが暗黒物質となる模型を提唱した。 久野は電弱相互作用をする暗黒物質の宇宙の残存量の精密計算を行った。 棚橋はスリーサイトヒッグスレス模型を提唱し、その高次補正の計算を行った。

国際会議招待講演

• 吉村太彦, ``'', Cairo International Conference On High-Energy Physics (CICHEP 2001), 2001年1月9--14日
• 吉村太彦, ``How is the Matter Dominated Universe Created'', 6th "Science in Japan", 2001年6月15日
• 吉村太彦, ``B-L genesis: generalities and impact on neutrino physics'', 5th Workshop On Neutrino Oscillations And Their Origin (NOON2004), 2004年2月11-15日
• 吉村太彦, ``Leptogenesis: Lepton Number Violation in Cosmology and Particle Physics'', 6th International Workshop On Neutrino Factories And Superbeams (NuFact 04), 2004年7月26日--8月1日
• 吉村太彦, ``Towards resolution of hierarchy problems in a cosmological context'', Tamura symposium held at Texas University, 2004年11月18日-20日
• 吉村太彦, ``New method of exploring physics far beyond the standard model'', 7th International Workshop On Neutrino Factories And Superbeams (NuFact 05), 2005年6月21--26日
• 吉村太彦, ``Exploring Fundamental Physics far beyond Standard Model by High Quality Laser'', International Workshop on NANOBEAM 2005, 36th ICFA Advanced Beam Dynamics Workshop, 2005年10月17日-21日
• 吉村太彦, ``LENNON by high quality laser'', Neutrino Nuclear Responses 2005, 2005年12月
• 吉村太彦, ``Exploring short distance physics by high quality laser'', ICFA 38th Advanced Beam Dynamics and 9th Advanced and Novel Accelerators Joint Workshop on Laser-Beam Interactions and Laser and Plasma Accelerators, 2005年12月12--16日
• 吉村太彦, ``Towards Neutrino Spectroscopy and Detection of Relic Neutrino'', XII International Workshop on Neutrino Telescope, 20073月6--9, 日
• 棚橋誠治, ``An evaluation of $f_\pi$ from $\alpha_s(M_Z))$ in the Schwinger-Dyson approach'', 2002 International Workshoip on Strong Coupling Gauge Theories and Effective Field Theories, 2002年12月10日
• 棚橋誠治, ``Higgsless models with and without an extra dimension'', 2004 International Workshoip on Dynamical Symmetry Breaking , 2004年12月21日
• 棚橋誠治, ``Electroweak Precision Tests and Physics Beyond the Standard Model", Topical Seminar on Frontier of Particle Physics 2006: Beyond the Standard Model, Beijing, 2006年8月7日
• 棚橋誠治, ``Higgsless Models and Deconstruction", 2006 International Workshp SCGT06: Origin of Mass and Strong Coupling Gauge Theories, Nagoya, 2006年11月23日
• 諸井健夫, ``Cosmic Microwave Background from Late-Decaying Scalar Condensations'', SUSY'02, 2002年6月17--23日
• 諸井健夫, ``The Curvaton Mechanism'', KIAS/KAIST jouint workshop on Physics beyond the Standard Model, 2003年5月6--10日%T.M.%
• 諸井健夫, ``Curvaton and Supersymmetry'', COSMO' 03, 2003年8月25--29日%T.M.%
• 諸井健夫, ``Curvaton mechanism and its implication to (s)neutrino physics'' SEESAW04, 2004年2月23--25日%T.M.%
• 諸井健夫, ``Hadronic decay of the gravitino in the early universe and its implications to particle cosmology'', PASCOS04, 2004年8月16--22日%T.M.%
• 諸井健夫, ``Gravitino Cosmology, Inflation, and Large-Cutoff Supergravity'' The Origin of the Primordial Density Perturbation, 2005年3月22--24日%T.M.%
• 諸井健夫, ``Gravitino production in the early universe and its implication to particle cosmology'' PASCOS05, 2005 年5月30--6月4日%T.M.%
• 久野純治, ``Neutrino and flavor CP physics'', Second Workshop on the Discovery Potential of an Asymmetric B Factory at 10$^36$ Luminosity, 2003年10月24日
• 久野純治, ``Lepton Flavor Violation in Tau Decay (theory)'', Fifth Workshop on Higher Luminosity B Factory, 2003年9月25日
• 久野純治, ``EDMs in the SUSY GUTs'', 6th Internatonal Workshop on Neutrino Factories and Superbeams, 2004年6月16日
• 久野純治, ``Neutrino-inspired flavor physics'', Fujihara Seminar On Neutrino Mass And Seesaw Mechanism (SEESAW 1979-2004), 2004年2月23日
• 久野純治, ``CP violation in the seesaw mechanism'', SEESAW25: International Conference On The Seesaw Mechanism And The Neutrino Mass, 200年6月10日
• 久野純治, ``Flavor and CP violation in SUSY seesaw models'', 2th International Conference On Supersymmetry And Unification Of Fundamental Interactions (SUSY 04), 200年6月17日
• 久野純治, ``Lepton Flavor Violation: Theoretical point of view'', 8th International Workshop On Tau Lepton Physics (Tau 04), 2004年9月14日
• 久野純治, ``Lepton-Flavor Violation in Tau-Lepton Decay and the Related topics'', International Workshop On Discoveries In Flavour Physics At E+ E- Colliders (DIF 06), 2006年2月28日
• 久野純治, ``Lepton-flavor violation in SUSY models and the related topics '', International Scoping Study of a future Neutrino Factory and Superbeam Facility , 2006年1月23日

国内会議招待講演

• 吉村太彦, 「宇宙と物質の起源：宇宙史の物理学的解読」, 21世紀COE第1回国際フォーラム（名古屋大学）, 2005年1月28--29日
• 吉村太彦, 「素粒子物理からみた宇宙論-I、II、III」, 第11回 ICEPP シンポジウム(東京大学素粒子物理国際研究センター), 2004年2月20-22日
• 吉村太彦, 「Hierarchy problems in cosmological context」, 研究会「場の量子論の基礎的諸問題と応用」(京都大学基礎物理学研究所), 2004年12月16--18日
• 吉村太彦, 「Exploring physics beyond standard model by high quality laser」, Sapporo Autumn School, 2005年10月26--28日
• 吉村太彦, 「高性能レーザーを用いた素粒子物理」, ワークショップ「レーザープラズマの天体・惑星物理への応用」 (大阪大学レーザーエネルギー学研究所), 2005年11月4日
• 吉村太彦, 「宇宙のバリオン数と基礎物理学」, 基研研究会 「学問の系譜-アインシュタインから湯川・朝永へ」(京都大学基礎物理学研究所), 2005年11月7--8日
• 久野純治, 「暗黒物質対消滅起源のガンマ線」, CANGAROO望遠鏡によるガンマ線天文学の新展開, 2003年12月11日
• 久野純治, 「Dark matter direct detection in electron accelerators」, 東北大学21世紀COE「物質階層融合科学の構築」素粒子・天文合同研究会「初期宇宙の解明と新たな自然像」, 2005年9月20日
• 棚橋誠治, 「Higgsless models with and without an extra dimension」, 日本物理学会第60回年次大会(東京理科大学野田キャ ンパス), 2005年3月26日

授賞

• 諸井健夫, 日本物理学会より「Gravitino produciotn in the inflationary universe and the effects of big-bang nucleosynthesis」の 研究で日本物理学会論文賞を受賞（2005年3月26日）

報道

• \報道「２００４年ノーベル物理学賞 ー　強い力が弱くなるとき　ー、 2004年度ノーベル物理学，化学，医学・生理学賞解説講演会（岡山大学), 2004年12月3日

シンポジウムの開催

• 吉村太彦, 弟２８回宇宙線国際会議, 2003年7月31日--8月７日
• 吉村太彦, マヨラナニュートリノとその周辺, 2006年12月21--22日

査読付国際誌

• V. Gusynin, M. Hashimoto, M. Tanabashi and K. Yamawaki, ``Dynamical chiral symmetry breaking in gauge theories with extra dimensions'', Phys.\ Rev.\ D \bf 65, 116008 (2002)
• T. Moroi and T. Takahashi, ``Cosmic density perturbations from late-decaying scalar condensations'', Phys.\ Rev.\ D 66, 063501 (2002)
• R. Kitano, T. Moroi and S. f. Su, ``Top-squark study at a future $e^+ e^-$ linear collider'', HEP \bf 0212, 011 (2002)%T.M.%
• M. Harada, M. Tanabashi and K. Yamawaki, ``pi+ pi0 mass difference in the hidden local symmetry: A dynamical origin of little Higgs'', Phys.\ Lett.\ B \bf 568, 103 (2003)
• T. Moroi and H. Murayama, ``CMB anisotropy from baryogenesis by a scalar field'', Phys.\ Lett.\ B \bf 553, 126 (2003)%T.M.%
• J. Hisano and Y. Shimizu, ``GUT relation in neutrino induced flavor physics in SUSY SU(5) GUT'', Phys.\ Lett.\ B \bf 565, 183 (2003)
• J. Hisano, K. Kawagoe and M. M. Nojiri, ``A detailed study of the gluino decay into the third generation squarks at the CERN LHC'', Phys.\ Rev.\ D \bf 68, 035007 (2003)
• S. Matsumoto and M. Yoshimura, \ ``Time evolution of tunneling in thermal medium: Environment-driven excited tunneling'', Phys.\ Rev.\ D \bf 69, 123514 (2004)
• M. Hashimoto, M. Tanabashi and K. Yamawaki, ``Most attractive channel analysis in the top mode standard model with extra dimensions'', Phys.\ Rev.\ D \bf 69, 076004 (2004)
• R. S. Chivukula, M. Kurachi and M. Tanabashi, ``Generalized Weinberg sum rules in deconstructed QCD'', JHEP \bf 0406, 004 (2004)
• R. S. Chivukula, E. H. Simmons, H. J. He, M. Kurachi and M. Tanabashi, ``The structure of corrections to electroweak interactions in Higgsless models'', Phys.\ Rev.\ D \bf 70, 075008 (2004)
• V. P. Gusynin, M. Hashimoto, M. Tanabashi and K. Yamawaki, ``Gauged Nambu-Jona-Lasinio model with extra dimensions'', Phys.\ Rev.\ D \bf 70, 096005 (2004)
• R. S. Chivukula, E. H. Simmons, H. J. He, M. Kurachi and M. Tanabashi, ``Universal non-oblique corrections in Higgsless models and beyond'', Phys.\ Lett.\ B \bf 603, 210 (2004)
• T. Moroi and T. Takahashi, ``Correlated isocurvature fluctuation in quintessence and suppressed CMB anisotropies at low multipoles'', Phys.\ Rev.\ Lett.\ \bf 92, 091301 (2004)%T.M.%
• K. Hamaguchi, M. Kawasaki, T. Moroi and F. Takahashi, ``Curvatons in supersymmetric models'', Phys.\ Rev.\ D, \bf 69, 063504 (2004)%T.M.%
• J. Hisano, S. Matsumoto and M. M. Nojiri, ``Explosive dark matter annihilation'', Phys.\ Rev.\ Lett.\ \bf 92, 031303 (2004)
• J. Hisano and Y. Shimizu, ``B $\to$ Phi K(S) versus electric dipole moment of Hg-199 atom in supersymmetric models with right-handed squark mixing'', Phys.\ Lett.\ B \bf 581, 224 (2004)
• J. Hisano and Y. Shimizu, ``Hadronic EDMs induced by the strangeness and constraints on supersymmetric CP phases'', Phys.\ Rev.\ D \bf 70, 093001 (2004)
• J. Hisano, M. Kakizaki, M. Nagai and Y. Shimizu, ``Hadronic EDMs in SUSY SU(5) GUTs with right-handed neutrinos'', Phys.\ Lett.\ B \bf 604, 216 (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)
• M. Yoshimura, ``Towards resolution of hierarchy problems in a cosmological context'', Phys.\ Lett.\ B \bf 608, 183 (2005)
• R. S. Chivukula, E. H. Simmons, H. J. He, M. Kurachi and M. Tanabashi, ``Electroweak corrections and unitarity in linear moose models'', Phys.\ Rev.\ D \bf 71, 035007 (2005)
• R. S. Chivukula, E. H. Simmons, H. J. He, M. Kurachi and M. Tanabashi, ``Deconstructed Higgsless models with one-site delocalization'', Phys.\ Rev.\ D \bf 71, 115001 (2005)
• R. S. Chivukula, E. H. Simmons, H. J. He, M. Kurachi and M. Tanabashi, ``Ideal fermion delocalization in Higgsless models'', Phys.\ Rev.\ D \bf 72, 015008 (2005)
• R. S. Chivukula, E. H. Simmons, H. J. He, M. Kurachi and M. Tanabashi, ``Multi-gauge-boson vertices and chiral Lagrangian parameters in higgsless models with ideal fermion delocalization'', Phys.\ Rev.\ D \bf 72, 075012 (2005)
• R. S. Chivukula, E. H. Simmons, H. J. He, M. Kurachi and M. Tanabashi, ``Ideal fermion delocalization in five dimensional gauge theories'', Phys.\ Rev.\ D \bf 72, 095013 (2005)
• M. Kawasaki, K. Kohri and T. Moroi, ``Hadronic decay of late-decaying particles and big-bang nucleosynthesis'', Phys.\ Lett.\ B \bf 625, 7 (2005)%T.M.%
• M. Kawasaki, K. Kohri and T. Moroi, ``Big-bang nucleosynthesis and hadronic decay of long-lived massive particles'', Phys.\ Rev.\ D \bf 71, 083502 (2005)%T.M.%
• M. Ibe, T. Moroi and T. Yanagida, ``Dark matter and baryon asymmetry of the universe in large-cutoff supergravity'', Phys.\ Lett.\ B \bf 620, 9 (2005)%T.M.%
• J. Hisano, S. Matsumoto, M. M. Nojiri and O. Saito, ``Direct detection of the Wino- and Higgsino-like neutralino dark matters at one-loop level'', Phys.\ Rev.\ D \bf 71, 015007 (2005)
• J. Hisano, S. Matsumoto, M. M. Nojiri and O. Saito, ``Non-perturbative effect on dark matter annihilation and gamma ray signature from galactic center'', Phys.\ Rev.\ D \bf 71, 063528 (2005)
• J. Hisano, M. Kakizaki and M. Nagai, ``Hadronic EDM constraints on orbifold GUTs'', Phys.\ Lett.\ B \bf 624, 239 (2005)
• K. Bamba and M. Yoshimura, ``Curvaton scenario in the presence of two dilatons coupled to the scalar curvature'', Prog.\ Theor.\ Phys.\ \bf 115, 269 (2006)
• T. Asaka, K. Ishiwata and T. Moroi, ``Right-handed sneutrino as cold dark matter'', Phys.\ Rev.\ D \bf 73, 051301 (2006)%T.M.%
• J. Hisano, S. Matsumoto, O. Saito and M. Senami, ``Heavy Wino-like neutralino dark matter annihilation into antiparticles'', Phys.\ Rev.\ D \bf 73, 055004 (2006)
• J. Hisano, M. Nagai, M. M. Nojiri and M. Senami, ``Investigation Of Possible Dark Matter Direct Detection In Electron Accelerators'', Phys.\ Rev.\ D \bf 73, 031701 (2006)
• R. S. Chivukula, B. Coleppa, S. Di Chiara, E. H. Simmons, H. J. He, M. Kurachi and M. Tanabashi, ``A Three Site Higgsless Model'', Phys.\ Rev.\ D, \bf 74, 075001 (2006)
• S. Matsuzaki, R. S. Chivukula, E. H. Simmons, and M. Tanabashi, ``One-Loop Corrections to the $S$ and $T$ Parameters in a Three Site Higgsless Model'', Phys.\ Rev.\ D \bf 75, 073002 (2007)
• R. S. Chivukula, E. H. Simmons, H. J. He, M. Kurachi and M. Tanabashi, ``Deconstruction and Elastic $\pi\pi$ Scattering in Higgsless Models'', Phys.\ Rev.\ D \bf 75, 035005 (2007)
• R. S. Chivukula, E. H. Simmons, S. Matsuzaki, and M. Tanabashi, ``Three Site Higgsless Model at One Loop'', Phys.\ Rev.\ D \bf 75, 075012 (2007)

プレプリント

• M. Ikeda, I. Nakano, M. Sakuda, R. Tanaka and M. Yoshimura, ``New method of enhancing lepton number nonconservation'', hep-ph/0506062
• T. Moroi, Y. Sumino and A. Yotsuyanagi, ``QCD correction to neutralino annihilation process and dark matter density in supersymmetric models'', hep-ph/0605181%T.M.%
• M. Yoshimura, ``Neutrino Pair Emission from Excited Atoms'', hep-ph/0611362
• A.Fukumi, H. Nanjo, I. Nakano, N. Sasao, S. Sato, M. Yoshimura , ``CP-even Neutrino Beam'', hep-ex/0612047
• Toru Takahashi, M. Yoshimura, ``Effect of Relic Neutrino on Neutrino Pair Emission from Metastable Atoms'', hep-ph/hep-ph/0703019

解説書

• 吉村太彦, 数理科学　２００２年４月号「宇宙における保存則とその破れ」
• 久野純治, 日本物理学会誌2006年1月号「超対称模型とフレーバーの物理」
• 棚橋誠治, 数理科学　２００１年１０月号「ヒッグス粒子は素粒子か？」
• 棚橋誠治, 数理科学　２００４年１２月号「電弱対称性の破れとヒッグス粒子」

ホームページ

• 岡山大学理学部附属量子宇宙研究センター http://fphy.hep.okayama-u.ac.jp/center-qu/majolennon/