超弦理論による素粒子標準模型の再現に向けた研究

利用弦理论再现基本粒子标准模型的研究

• 批准号: 18J11233
• 负责人: 立石 卓也
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J11233/
• 关键词: 超弦理論; 素粒子標準模型; 現象論; モジュライ; フレーバー; トーラスコンパクト化; レプトン; クォーク; モジュラー変換

超弦理論の低エネルギーにおける有効理論として素粒子標準模型を再現するための重要な課題の一つに、フェルミオンのフレーバー構造の再現がある。本年度は、昨年度に引き続き超弦理論のコンパクト化と有効理論におけるフレーバー構造の対応に関する研究を重点的に行った。磁場を導入したトーラスコンパクト化を行うと、トーラス上のフェルミオンは世代（フレーバー）構造やトーラスの幾何を定めるモジュライに依存した波動関数をもつ。トーラスにはモジュラー対称性と呼ばれる幾何学的な対称性が存在し、この対称性がフェルミオンのフレーバー対称性を導く。昨年度の研究では、このときにフレーバー対称性として現れる群がモジュラー群そのものではなくその部分群であることを明らかにし、モジュラー群の重要な有限部分群であるS3群とA4群を用いた有効理論の構築を行った。本年度は、A4群がアノマリーなどによりS3群へと破れうることに注目し、A4群を経由したS3群を用いて有効理論の模型構築を行い、実験結果の再現が可能であることを示した。この模型は、（昨年度に研究した）直接S3群が実現する場合とは異なる模型である。この研究は、モジュラー群の有限部分群による模型構築において新たな模型構築手法を与えるものであり、より現実的なフレーバー模型を探索するうえで重要な役割を果たす。また、昨年度に構築したA4模型におけるバリオン数非対称性の生成機構を調べ、この模型で現在観測されている宇宙のバリオン数非対称性が再現できること及びそのための条件を定量的に示した。この研究は、超弦理論由来のフレーバー対称模型と宇宙のバリオン数非対称性とを結びつけている点で重要である。

将基本粒子标准模型重现为在超弦理论中低能的有效理论的重要问题之一是繁殖费米恩的风味结构。今年，与去年一样，我们专注于研究超弦理论的紧凑性以及如何在有效理论中处理风味结构的研究。当使用磁场使圆环紧凑时，圆环上的费米子具有波函数，取决于定义圆环几何形状的产生（风味）结构和模量。圆环具有称为模块化对称性的几何对称性，可导致费米昂的风味对称性。去年的研究表明，目前看起来为风味对称性的群体是其模块化组的子组，而不是模块化组本身的一个亚组，并使用S3和A4组构建了一个有效的理论，这些理论是模块化组的重要有限亚组。今年，我们重点介绍了一个事实，即A4组可以通过异常等分解为S3组，并通过A4组使用S3组构建了有效理论的建模，表明可以再现实验结果。该模型与实现直接S3组（如去年所研究）的情况不同。这项研究为模型构建提供了一种新的模型构建技术，并具有有限的模块化组亚组，并在探索更现实的风味模型中起着重要作用。我们还研究了在去年构建的A4模型中产生重子数不对称的机制，并定量证明宇宙中当前观察到的重子数不对称性可以通过该模型以及该模型的条件再现。这项研究很重要，因为它将超音理论中的风味对称模型与通用的重子数字不对称联系起来。

项目成果

Double Higgs boson production at NLO in the high-energy limit: complete analytic results

NLO 在高能极限下产生双希格斯玻色子：完整的分析结果

• DOI: 10.1007/jhep01
• 发表时间: 2019
• 期刊: Journal of High Energy Physics
• 影响因子: 5.4
• 作者: J. Davies;G. Mishima;M. Steinhauser;D. Wellmann
• 通讯作者: D. Wellmann

Neutrino messes in effective theory with discrete symmetry

中微子扰乱了离散对称性的有效理论

• 发表时间: 2018
• 作者: 小林達夫;田中謙太郎;立石卓也
• 通讯作者: 立石卓也

Modular S3 invariant flavor model in SU(5) GUT

SU(5) GUT 中的模块化 S3 不变风味模型

• 发表时间: 2019
• 期刊: https://arxiv.org/
• 作者: T. Kobayashi;Y. Shimizu;K. Takagi;M. Tanimoto;T. H. Tatsuishi
• 通讯作者: T. H. Tatsuishi

Quark mass matrices in magnetized orbifold models with localized Fayet-Iliopoulos terms

具有局域 Fayet-Iliopoulos 项的磁化轨道模型中的夸克质量矩阵

• DOI: 10.1103/physrevd.98.106017
• 发表时间: 2018
• 期刊: Physical Review D
• 影响因子: 5
• 作者: Abe Hiroyuki;Kobayashi Tatsuo;Takada Shintaro;Tamba Shio;Tatsuishi Takuya H.
• 通讯作者: Tatsuishi Takuya H.

Dark matter in E6 Grand unification

E6大统一中的暗物质

• DOI: 10.1007/jhep02
• 发表时间: 2018
• 期刊: Journal of High Energy Physics
• 影响因子: 5.4
• 作者: J. Schwichtenberg