Study of top quark physics based on the effective field theory as a window to new physics beyond the standard model

基于有效场论的顶夸克物理研究作为超越标准模型的新物理的窗口

基本信息

批准号：
21K03583
负责人：
大熊一正
金额：
$ 1.5万
依托单位：
Okayama University of Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

トップクォークは，生成後，ハドロンになることなく，すぐに崩壊する．このため，そのレプトニック崩壊を観測すれば，非摂動効果の影響をほぼ受けることがない．つまり，トップクォークのレプトニック崩壊をレプトンコライダーで観測できれば，既存のハドロンコライダーよりも，より不定性の少ない環境下で，トップクォークの性質を高精度で観測できると期待できる．そこで，本研究課題では，現在計画されている複数のレプトンコライダーにおいて，トップクォークのFlavor-changing neutral current（FCNC)の存在を確認できるかを調査する．ここで着目するFCNCは，素粒子物理学の標準模型の枠組みでは，観測が不可能なほど抑制されている．このため，もしFCNCの存在を示す現象が観測ができれば，それは，直ちに標準模型を超えた物理の存在を示唆し，素粒子物理学分野において，長年探し続けている新物理の証拠となる．今年度は，日本でその建築が計画されているInternational Linear Collider（ILC)を念頭に置き，その稼働開始時の計画目標である電子‐陽電子が重心系の衝突エネルギー２５０GeVで衝突する場合を想定し，トップクォークFCNC結合の観測可能性，及びそれらの結合定数の制限について，シミレーションソフトを利用して調査した．まず，標準模型の枠組みでも，重心系の衝突エネルギーが２５０GeVあれば，トップクォークの単生成が可能であることを鑑み，積分ルミノシティが1ab^-1程度(ILC２５０で目標とされている積分ルミノシティ)では，トップクォークが観測されないであろうことを確認した．現在は，標準模型を超える物理として，標準模型を有効場の理論に基づいて拡張したラグランジアンを利用したシミレーションを実施し，その拡張に対する制限及び拡張による新しい現象の観測可能性を調査中である．

顶夸克产生后，会立即衰变，但不会变成强子。因此，如果我们观察轻子衰变，它将几乎不受非微扰效应的影响。换句话说，如果我们能够用轻子对撞机观测到顶夸克的轻子衰变，那么我们可以期望能够在比现有强子对撞机不确定性更小的环境中以更高的精度观测到顶夸克的性质。因此，在本研究项目中，我们将研究是否有可能在目前计划中的多轻子对撞机中确认顶夸克变味中性流（FCNC）的存在。我们在这里关注的 FCNC 被抑制到了在粒子物理标准模型框架内不可能进行观测的程度。因此，如果能够观测到表明FCNC存在的现象，就立即暗示了标准模型之外的物理存在，并为粒子物理领域多年来一直在寻找的新物理提供了证据。今年，我们将牢记计划在日本建造的国际直线对撞机（ILC），并假设电子和正电子将以 250 GeV 的质心碰撞能量进行碰撞，这是计划中的为了开始运行，我们使用模拟软件研究了顶夸克 FCNC 耦合的可观测性及其耦合常数的限制。首先，考虑到即使在标准模型的框架下，如果质心系统的碰撞能量为250 GeV，就有可能产生单个顶夸克，其积分光度约为1ab^-1（目标积分光度为1ab^-1）。 ILC250）。我们确认顶夸克不会被观测到。目前，作为标准模型之外的物理学，我们正在使用拉格朗日模型进行模拟，拉格朗日模型是基于有效场论的标准模型的扩展，并正在研究这种扩展的局限性以及由于扩大。 ..

项目成果

期刊论文数量（7）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Nucleon D-term in holographic quantum chromodynamics

全息量子色动力学中的核子 D 项

DOI：
10.1093/ptep/ptac110
发表时间：
2022
期刊：
Progress of Theoretical and Experimental Physics
影响因子：
3.5
作者：
Fujita Mitsutoshi;Hatta Yoshitaka;Sugimoto Shigeki;Ueda Takahiro
通讯作者：
Ueda Takahiro

Low moments of the four-loop splitting functions in QCD

QCD中四环分裂函数的低矩

DOI：
10.1016/j.physletb.2021.136853
发表时间：
2022
期刊：
Physics Letters B
影响因子：
4.4
作者：
Moch S.;Ruijl B.;Ueda T.;Vermaseren J.A.M.;Vogt A.
通讯作者：
Vogt A.

Alternative gauged U(1)R symmetric model in light of the CDF II W-boson mass anomaly

根据 CDF II W 玻色子质量异常的替代测量 U(1)R 对称模型

DOI：
10.1103/physrevd.106.115011
发表时间：
2022
期刊：
Physical Review D
影响因子：
5
作者：
Nagao Keiko I.;Nomura Takaaki;Okada Hiroshi
通讯作者：
Okada Hiroshi

Neutrino and dark matter in a gauged U(1)_R symmetry

U(1)_R 对称性中的中微子和暗物质

DOI：
10.1088/1475-7516/2021/05/063
发表时间：
2021
期刊：
Journal of Cosmology and Astroparticle Physics
影响因子：
6.4
作者：
Nagao I. Keiko;Okada Hiroshi
通讯作者：
Okada Hiroshi

Higgs triplet extension of GRACE

DOI：
10.1140/epjc/s10052-021-09903-1
发表时间：
2021-09
期刊：
The European Physical Journal C
影响因子：
0
作者：
Y. Kouda;T. Kon;Y. Kurihara;Takahiro Ueda
通讯作者：
Y. Kouda;T. Kon;Y. Kurihara;Takahiro Ueda

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大熊一正其他文献

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与星系团中心强烈活动星系核爆发相关的非热辐射

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作者：
Vitor Cardoso;Oscar J.C.Dias;Shijun Yoshida;Bohdan Grzadkowski;Bohdan Grzadkowski;青山茂義;大熊一正;青山茂義;Toshiyuki Morii;新井好司;Bohdan Grzadkowski;青山茂義;Bohdan Grzadkowski;A. M. Juett;Y. Fujita;Y. Fujita;Y. Fujita
通讯作者：
Y. Fujita

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星系团冷核心波纹的起源：磁流体动力波加热？

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发表时间：
2007
期刊：
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影响因子：
0
作者：
Vitor Cardoso;Oscar J.C.Dias;Shijun Yoshida;Bohdan Grzadkowski;Bohdan Grzadkowski;青山茂義;大熊一正;青山茂義;Toshiyuki Morii;新井好司;Bohdan Grzadkowski;青山茂義;Bohdan Grzadkowski;A. M. Juett;Y. Fujita;Y. Fujita
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Optimal beam polarizations for new -physics search through γγ→<tt>^^^-→lX/bX

通过 γγ→<tt>^^^-→lX/bX 进行新物理搜索的最佳光束偏振

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发表时间：
2005
期刊：
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作者：
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Bohdan Grzadkowski

Studying Possible Anomalous Top-Quark Couplings at Photon Colliders

研究光子对撞机中可能的反常顶夸克耦合

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Acta Physica Polonica B 36・11
影响因子：
0
作者：
Vitor Cardoso;Oscar J.C.Dias;Shijun Yoshida;Bohdan Grzadkowski;Bohdan Grzadkowski;青山茂義;大熊一正;青山茂義;Toshiyuki Morii;新井好司;Bohdan Grzadkowski
通讯作者：
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Probing Polarized Gluon Distributions through Charmed Hadron Production in Polarized pp Collisions at BNL-RHIC Energy

BNL-RHIC Energy 通过极化 pp 碰撞中的迷人强子生成来探测极化胶子分布

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
International Journal of Modern Physics A 21・3
影响因子：
0
作者：
Vitor Cardoso;Oscar J.C.Dias;Shijun Yoshida;Bohdan Grzadkowski;Bohdan Grzadkowski;青山茂義;大熊一正;青山茂義;Toshiyuki Morii
通讯作者：
Toshiyuki Morii