Phenomenology of natural GUT with spontaneous SUSY breaking and extra dmension

宇宙紐からの重力波により、標準模型を超える物理における対称性の破れの痕跡を捉えられることが指摘されているにも関わらず、宇宙紐の形成条件がそれほど明らかではない。位相弦に関しては数学的に形成条件がよくわかっているが、非位相弦については、標準模型における対称性の破れSU(2)*U(1)->U(1)以外の破れではほとんど議論されていない。今回、神田氏とともにSU(N)*U(1)->SU(N-1)*U(1)という自発的な対称性の破れにおいて古典的に安定な宇宙紐が形成される条件を明らかにした。自然な大統一理論には、ゲージ結合定数の統一とニュートリノ質量の大きさを両立させるには、パラメータのチューニングが必要になる、という不満足な点がある。この結果は、対称性で許されるすべての項をO(１)係数で導入する、という大胆な仮定から導かれる結果である。この大胆かつ自然な仮定をあえて外すことで、この問題を解決する可能性を谷井氏とともに探った。すると、多くの可能性があることがわかり、そのうちの一つの可能性では、少々敗れている対称性を導入することで自然に実現できることがわかった。興味深いことは、この状況を自然な大統一理論で対称性を自発的に破ることで実現不可能である。つまり、自然な大統一理論の枠組みを超えた理論（例えば、余次元理論等）で実現する必要があることである。つまり、自然な大統一理論を超える物理を考えるうえで重要なヒントになりうることがわかる。また、この考えを超対称性を自発的に破るシナリオに導入すると、超対称性の破れのスケールを下げることができ、まだまだ電弱スケールよりも大きいので不自然さは残っているが、改善することが分かってきた。

宇宙紐からの重力波により、標準模型を超える物理における対称性の破れの痕跡を捉えられることが指摘されているにも関わらず、宇宙紐の形成条件がそれほど明らかではない。位相弦に関しては数学的に形成条件がよくわかっているが、非位相弦については、標準模型における対称性の破れSU(2)*U(1)->U(1)以外の破れではほとんど議論されていない。今回、神田氏とともにSU(N)*U(1)->SU(N-1)*U(1)という自発的な対称性の破れにおいて古典的に安定な宇宙紐が形成される条件を明らかにした。自然な大統一理論には、ゲージ結合定数の統一とニュートリノ質量の大きさを両立させるには、パラメータのチューニングが必要になる、という不満足な点がある。この結果は、対称性で許されるすべての項をO(１)係数で導入する、という大胆な仮定から導かれる結果である。この大胆かつ自然な仮定をあえて外すことで、この問題を解決する可能性を谷井氏とともに探った。すると、多くの可能性があることがわかり、そのうちの一つの可能性では、少々敗れている対称性を導入することで自然に実現できることがわかった。興味深いことは、この状況を自然な大統一理論で対称性を自発的に破ることで実現不可能である。つまり、自然な大統一理論の枠組みを超えた理論（例えば、余次元理論等）で実現する必要があることである。つまり、自然な大統一理論を超える物理を考えるうえで重要なヒントになりうることがわかる。また、この考えを超対称性を自発的に破るシナリオに導入すると、超対称性の破れのスケールを下げることができ、まだまだ電弱スケールよりも大きいので不自然さは残っているが、改善することが分かってきた。