ニュートリノ質量の起源とレプトン数の破れの検証

中微子质量起源与轻子数违反的验证

基本信息

批准号：
16J03591
负责人：
露木孝尚
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Niigata University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

スーパーカミオカンデなどのニュートリノ振動実験により、ニュートリノは質量を持つことが判明している。素粒子の標準模型ではこの質量を説明することができず、現在の素粒子物理学の重要な問題となっている。ニュートリノ質量に関し、多角的な研究を行なった。まず、標準模型におけるレプトン数の非保存過程の実験における検証可能性を調べた。また標準模型に新粒子右巻きニュートリノを導入した模型における様々な現象を調べた。右巻きニュートリノのマヨラナ性と、バリオン数を破る相互作用により、中性子-反中性子振動がおきることを考えた。現在の陽子崩壊からの制限を逃れつつこの過程が実験で観測できるためには、右巻きニュートリノの質量が中性子の質量と高い精度で一致する必要があることが判明した。また右巻きニュートリノは、SO(10)大統一理論において自然に存在が要請されるが、この模型での湯川結合定数について研究を行った。この模型では3種類のヒッグス場によって質量項を得ることができるが、この三つが三世代の質量の階層性を説明する場合や、各湯川結合の行列が世代を区別しない場合など、単純な関係性を模索した。最後に研究したのは、レプトン混合行列の非ユニタリ性に由来するレプトンフレーバー数とCP対称性の破れである。シーソー機構等では左巻きと右巻きニュートリノが混合し、レプトン混合行列はユニタリーでなくなる。その結果レプトンフレーバー数やCP対称性が破れ得る。これらを観測するモードとして、Zボソンの荷電レプトン２体崩壊（陽電子とタウ粒子など）が最も有望であると見込み、研究を進めている。

超级神冈等中微子振荡实验揭示了中微子具有质量。基本粒子的标准模型无法解释这种质量，这是当前粒子物理学中的一个重要问题。我们对中微子质量进行了多方面的研究。首先，我们研究了标准模型中轻子数非保守过程的实验验证性。我们还研究了模型中的各种现象，其中将一种新粒子（右手中微子）引入了标准模型。我们认为中子-反中子振荡的发生是由于右旋中微子的马约拉纳特性和违反重子数的相互作用造成的。事实证明，为了通过实验观察这一过程，同时摆脱当前质子衰变的限制，右手中微子的质量必须与中子的质量高精度匹配。另外，SO(10)大统一理论自然要求右手中微子的存在，我们研究了该模型中的汤川耦合常数。在这个模型中，质量项可以通过三种类型的希格斯场获得，但是在这三种类型解释三代中的质量等级的情况下，或者当每个汤川耦合的矩阵不区分代之间时，我探索了简单的关系性欲。我们研究的最后一件事是轻子风味数和由于轻子混合矩阵的非幺正性而导致的 CP 对称性破坏。在跷跷板机制中，左手和右手中微子混合，轻子混合矩阵不再单一。结果，轻子风味数和 CP 对称性可能被破坏。我们认为Z玻色子的带电轻子（正电子和tau粒子等）的二体衰变是观察这些现象最有希望的模式，我们正在进行研究。