Neutrinos and the matter-antimatter asymmetry in the Universe

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今年度中に①新粒子探索と②レプトンの双極子モーメントに関する研究を行いました。①新粒子探索FermilabのMuon g-2実験では、ミューオン磁気双極子モーメントの測定値が標準模型の予想値から4.2標準偏差くらいずれていることがわかった。先行研究の結果から、質量が200 MeVより軽いU(1)Lμ－Lτゲージボゾンが存在すればミューオンの異常磁気双極子モーメントを説明することができるということが知られている。そこで、同研究室の濱口、永田、Tseng、和田は、浅井 (東大 ICRR) とともに、MUonE実験を用いたU(1)Lμ－Lτゲージボゾンの探索について研究を行なった。その結果、適切な選択基準を課すことで、ミューオン磁気双極子モーメントの実験値と理論値のずれを説明可能なパラメーター領域を含む広いパラメーター領域で U(1)Lμ－Lτゲージボゾンが探索可能であるという結果を得た。②レプトンの双極子モーメントCP対称性を破れる物理量として、素粒子の電気双極子モーメントが挙げられる。標準模型の枠組みでは、電気双極子モーメントへの寄与が極めて小さいため、現在の実験技術ではまだ測定不可能である。従って、もしも近い将来の実験で標準模型の予想値より大きい電気双極子モーメントが観測されれば、標準模型を超える新物理を示す明確なサインとなることが知られている。同研究室の濱口、永田、Tseng、尾崎は, Vector-like lepton模型における電子およびミューオンの電気/磁気双極子モーメントを計算し、ミューオン磁気双極子モーメントの実験値と理論値のずれを説明しつつ、電子およびミューオンの電気双極子モーメントが将来実験で検出される可能性があることを明らかにした。