Toward the new age for exploring the structure of electroweak vacuum: from Higgs physics to New physics beyond the standard model

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本研究の目的は、現行実験に加えて将来のHL-LHCでの新粒子探索、ILC等でのヒッグス超精密測定、LISA (さらに日本のDECIGO計画)における重力波観測等を組み合わせ、ヒッグスセクターを解明し、新物理に迫ることにある。ヒッグスセクターの検証は、質量の起源を担うヒッグス機構 (弱ゲージ場や物質場とヒッグス粒子の結合)の部分と、電弱対称性の自発的破れを引き起こし電弱真空構造を決めるヒッグスポテンシャルの 部分に分けられる。これらを包括的に研究しヒッグスセクターを徹底的に解明して新物理に迫るには、上に述べた将来実験を総合的に活用することが鍵となる。実験間の相補性と、将来のほぼ同時代に行われる相乗効果に注目し、ヒッグス物理の全貌を解明する為の理論研究を実施することにより、ヒッグス物理から新物理に迫る方法を確立する。その成果に基づいてヒッグス物理の解明に対する最適化を検討し、各実験に提言したい。本研究では期間5年間を以下の3段階に分けて実施する。・第一段階2020-2021年度 拡張ヒッグス模型の理論的性質と既存実験による制限の研究・第二段階 2022-2023年度 各実験で相補的にモデルを検証するための理論的研究・第三段階 2024年度 3実験の相乗効果でヒッグスセクターを解明する方法の確立期間5年で成果を上げるため、様々な新物理に現れる拡張ヒッグスセクターのいくつかのモデルに焦点を絞り、その性質の研究と検証に向けた解析に集中する。厳選した次の模型群をベンチマーク模型として中心的に扱う。 1) 点モデル1ヒッグス2重項または1重項が追加された拡張ヒッグス模型 2) モデル2追加されたスカラー場が新対称性の下で暗黒物質となる拡張模型3) モデル3複合ヒッグス場のシナリオに基づくヒッグス模型、を研究する。