新たなゲージ対称性に基づいた第五の力を持つ素粒子模型の探究

基于新规范对称性的第五力基本粒子模型探索

• 批准号: 22KJ0556
• 负责人: 中山 悠平
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0556/
• 关键词: 暗黒物質; 超対称性; 加速器実験; 素粒子論; 宇宙論; 標準模型を超えた物理

今年度は小さな質量差のある暗黒物質理論について研究を実施した. 暗黒物質の典型的な例として, 暗黒セクターの粒子そのものの質量は大きいが, 暗黒セクターの粒子間の質量の差はそれに比べて十分小さい系が挙げられる. このような粒子は質量差の小ささ故に寿命が長く, 加速器実験においてシグナルをもたらす可能性があり, 暗黒物質探索では重要な対象である. 我々の研究では, そのような系のベンチマーク模型として, 超対称理論に現れるWinoに着目してその崩壊を理論的に研究した.Winoの崩壊率に対して電弱相互作用による1次の補正効果を安直に計算すると, (Wino の質量)/(Wino の質量差)という巨大な因子が現れ摂動論が破綻する. 研究の結果, この問題は電磁相互作用によるカイラル対称性の破れをカイラル摂動論に取り入れることで解決できることが分かった.ただしカイラル摂動論は元々くりこみ不可能な理論である. すなわち, 物理量の計算に必要なパラメターの中に, 自分自身だけではその値を確定できないものが存在する. 今の場合でいうと, 電磁相互作用によるカイラル対称性の破れに対応する項の係数の値は, カイラル摂動論だけでは決定できない.従って崩壊率の予言をするには電弱理論との接続が必要になる. これに伴って必要な計算を実施した結果, (Wino の質量)/(Wino の質量差)のような不合理な因子は全て相殺し, 最終結果には現れないことが確認された. 最終的に電弱相互作用の効果は1ループレベルではWinoの崩壊率に対して数%程度の寄与を与えることが分かった.

今年我们进行了小质量差暗物质理论的研究。作为暗物质的典型例子，暗区中的粒子本身的质量很大，但是暗区中粒子之间的质量差异很大这些粒子相对较小，由于质量差异较小，因此具有较长的寿命，可以在加速器实验中提供信号，使其成为寻找暗物质的重要目标。 ,我们重点关注超对称理论中出现的Wino，从理论上研究了它的衰变。如果简单地计算电弱相互作用对Wino衰变速率的一阶修正作用，我们得到(Wino的质量)/(Wino一个巨大的称为质量差的因素）出现，微扰理论失效。研究结果，我们发现，通过将电磁相互作用导致的手性对称性破缺纳入手性微扰理论中可以解决这个问题。然而，手性微扰理论本来就是一个无法重整化的理论，其中有一些其值无法通过手性微扰来确定。在这种情况下，与电磁相互作用导致的手性对称性破缺对应的项的系数值为它不能仅通过手性微扰理论来确定，因此，为了预测衰变率，有必要将其与电弱理论联系起来，进行必要的计算，我们发现（Wino 的质量）/（质量）。 Wino的）经证实，（差异）等所有不合理因素相互抵消，不会出现在最终结果中。最终，电弱相互作用的影响在单环水平上仅是Wino衰减率的百分之几发现贡献了。

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