強結合ヒッグス模型の精密検証に向けた理論研究

强耦合希格斯模型精确验证的理论研究

基本信息

批准号：
21J01070
负责人：
長井遼
金额：
$ 0.92万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J01070/
关键词：
電弱対称性の破れヒッグス物理低エネルギー有効理論

项目摘要

強結合理論では、結合定数による摂動展開が正当化されず、散乱振幅を計算する際に注意が必要となる。本研究では、適切な計算方法に基づき、強結合理論が予言する新物理現象を解析した。第一論文では、具体的な複合ヒッグス模型に着目し、この模型で予言されるCP対称性の破れを評価した。複合ヒッグス模型では、標準模型粒子と新複合粒子が混合し、その混合行列の複素成分からCPの破れを生み出す。本研究では、適切な有効理論の方法に基づき、そのCPの破れの度合いを数値評価した。その結果、複合ヒッグス模型では、ヒッグスポテンシャルとトップ湯川結合のCPの破れの大きさとの間に非自明な相関があることがわかった。続いて、新粒子の量子効果による「ノンデカップリング効果」を大きく予言する拡張ヒッグス模型を念頭に置き、それらの低エネルギー有効理論の定式化の研究、およびその現象論の研究を行った。特に、ヒッグス粒子の自己結合に現れるノンデカップリング効果に着目し、その効果を一般的に記述する有効演算子を提案した。さらにこの有効理論の真空の安定性や摂動論的ユニタリティを解析することにより、ヒッグス結合のずれと新物理スケールとの間に非自明な相関関係があることを示した。続く第三論文では、この有効理論に有限温度効果を取り入れ、電弱相転移と、そこから予言される重力波の解析を行った。その結果、ノンデカップリング効果が強い一次電弱相転移を実現するために重要であり、かつ将来の重力派干渉計で観測可能な重力波スペクトルを予言することが明らかとなった。また、そのようなパラメータ領域では同時に、大きなヒッグス自己結合のずれを予言し、将来加速器による検証の可能性も示した。このような発見は、これまで個々の新物理模型の解析を通じて指摘されていたが、今回、有効理論という、模型の詳細によらない一般的な立場からこのような知見を得ることができたことが新しい。

在强雨理论中，在计算散射幅度时有必要注意。这项研究分析了基于适当的计算方法，强有力理论预测的新物理现象。在第一篇论文中，我们专注于特定的复杂HIGGS模型，并评估了该模型预测的CP对称性的裂纹。在复合希格斯模型中，混合了标准模型颗粒和新的复合颗粒，从混合矩阵的复杂分量中产生损坏的CP。在这项研究中，根据适当的有效理论方法评估了CP的撕裂程度。结果，发现复合HigGS模型在HIG斑点与顶部Yukawa Bond CP的大小之间存在非相关性。随后，他进行了一个扩展的HIGS模型，该模型由于新粒子的量子效应而极大地预测了“非缩合效应”，并研究了这些低能的有效理论的公式，并研究了他们的现象理论。特别是，我们专注于在希格斯颗粒的自键中出现的非耦合效应，并提出了一个通常描述效果的有效操作员。此外，分析这种有效理论的有效理论的稳定性和摄入量表明，希格斯键与新的物理规模之间存在非相关性。在接下来的第三篇论文中，该有效理论结合了有限的温度效应，分析了从中预测的重力波。结果，揭示了实现具有很强的非沉积效果的原代电相变的重要性，并预测可以在未来的重力干扰仪中观察到的引力波谱。同时，在这样的参数区域中，预测了大型的HIG自键位移，表明将来加速器验证的可能性。这些发现是通过对单个新物理模型的分析来指出的，但是这次我们从不取决于模型的细节的一般立场中获得了这样的知识。