素粒子反応の高次量子補正計算システムの構築

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トップクオークはクオークの中でも最も重たい粒子として、その発見には長い年月を要したが、現在はLHCを用いることにより大量に生成することが可能になっている。このトップクオークの精密測定は標準模型を超える物理を見つけるプローブになると期待されている。素粒子の精密測定では解析に必要な理論計算も極限まで精度を上げる必要があり、特に高エネルギー物理学では摂動論高次量子補正の計算が不可欠である。我々は過去に１ループレベルの摂動論計算を自動的に行うシステム（GRACEシステム）を開発し、電弱相互作用の量子補正の解析を体系的に進めてきた。またGREACEシステムの２ループへの拡張として、ミューオン異常磁気能の２ループ計算も実施した。本研究ではこれらの経験を基に、トップクオークの精密測定実験の解析に必要な高次量子補正の解析として摂動論２ループ計算システムの開発を目指している。特に本研究では摂動論２ループ計算に必要なファインマン積分を数値的に直接計算する方法を採用している。現在、我々はトップクオークの奇崩壊過程の一つであるフレーバー非保存ヒッグス生成過程t→cHのO(ααs)摂動計算を進めている。我々の研究グループはこれまでも１ループ摂動論の自動計算システム（GRACE）を運用していたが、フレーバー非保存過程への応用は今回が初めてで、システムに小林益川行列を組み込みなどの改修をおこなった。また必要なファイマン積分の実施には、長多倍長計算や正則パラメータの外挿法など新しい手法を導入している。