素粒子標準模型低エネルギー有効理論の統一理論

标准模型统一理论基本粒子低能有效理论

基本信息

批准号：
19K03846
负责人：
棚橋誠治
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

その起源が量子色力学の次元変性であることが知られているQCDスケールと異なり、電弱対称性の破れのスケール、つまり素粒子質量の起源はいまだ明らかになっていない。素粒子標準理論における説明はツリーレベルのヒッグスポテンシャルのパラメータ調整によるものであるが、QCDの場合とは異なり、この説明での電弱対称性の破れのスケールは古典的に禁止されておらず、巨大な量子補正を受けしまい、電弱対称性の破れのスケールの小ささを説明するためには、パラメータの微調整が必要となる。この問題を解決するため、これまで多くの素粒子標準理論を超える物理の可能性が検討されてきた。本研究は、これらの素粒子標準理論を超える物理を個々に調べるのではなく、統一的な有効理論を構築することで、模型の詳細によらない制限を得ようとするものである。有効理論を用いて素粒子標準理論を超える物理に含まれる新粒子を調べるには、これらの新粒子を含む有効理論を構築せねばならない。本研究では、ヒッグス有効理論を拡張し、任意個数、任意電荷、任意色荷をもつスピン0およびスピン1粒子の有効理論を構築してきたが、2021年度は、これらの粒子に加えスピン1/2粒子を含む有効理論での素粒子散乱振幅の一般的表式を与え、査読付き論文(Phys.Rev.D 104 (2021) 1, 015001)として出版した。その際、電弱対称性の破れを正しく記述するよう、有効理論を非線形シグマ模型を用いて記述し、カイラルオーダーカウンティング則として、有効場の理論におけるループ展開と矛盾のない定式化を行うことで系統的な計算を可能とした。また、複合クォークや複合レプトン模型を念頭に置き、この有効理論を基づく現象論研究を展開した。

与QCD量表不同，QCD量表已知是量子色机械的维数变性，即打破电动对称性的尺度，即基本粒子质量的起源，尚不清楚。基本粒子标准理论中的解释是由于对树级希格斯潜力的参数调整引起的，但是与QCD不同，这种解释中的电动对称性破坏的规模并没有在经典上禁止，并且需要进行巨大的量子校正，并且需要对参数进行微调，以解释电动eakeak损坏的小规模。为了解决这个问题，迄今为止已经探索了许多物理可能性，这些可能性超过了基本粒子的标准理论。这项研究的目的是通过构建统一的有效理论来获得基于模型细节的局限性，而不是研究物理学超越这些基本粒子标准理论。为了研究除基本粒子标准理论之外的物理中包含的新粒子，必须构建包含这些新粒子的有效理论。这项研究扩大了希格斯的有效理论，并为自旋0和自旋1颗粒构建了有效的理论，该理论具有任意数字，任意电荷和任意颜色负载。在2021年，我们为有效理论（包括自旋1/2粒子除了这些粒子）提供了基本粒子的散射幅度的一般表达，并以同行评审的论文（phys.rev.d 104（2021）1，015001）发表。在这种情况下，使用非线性Sigma模型描述了有效的理论，以正确地描述了电子对称性的崩溃，并通过制定与有效野外理论中的循环扩展作为手性顺序计数规则的循环扩展一致的公式，从而使系统计算成为可能。此外，我们还基于这种有效的理论开发了现象学研究，并考虑了复杂的夸克和复杂的Lepton模型。