真空の安定性から迫る素粒子標準模型を超える物理

超対称模型における電弱真空の安定性について、特にミューオン異常磁気能率のアノマリーとの関連という観点から研究を行った。μ粒子異常磁気能率のアノマリーは、素粒子標準模型を超える物理の存在を示唆するものとして、極めて重要である。超対称模型においては、超対称粒子によるループ効果によってμ粒子異常磁気能率が補正を受け、μ粒子異常磁気能率のアノマリーの問題が解決される可能性がある。我々はそのようなシナリオにおいては電弱真空の不安定性が引き起こされる可能性があることに着目し、電弱真空の崩壊率を１ループの効果まで含めて世界で初めて計算した。そして、その結果をもとに、スカラーミューオン粒子の質量上限を得た。スタロビンスキーインフレーションにおける電弱真空の安定性についての研究を行った。スタロビンスキーインフレーションは、現在得られている宇宙密度揺らぎや宇宙背景放射揺らぎからの制限と整合するインフレーション模型であり、多くの研究者が興味を持って研究を行っている。しかしこの模型を素粒子標準模と組み合わせる時、素粒子標準模型における電弱真空は偽真空であることからインフレーション前後に電弱真空の不安定化が起こり得ることが知られている。本研究では、特にスタロビンスキーインフレーション後の電弱真空の不安定化について、格子計算を基にした詳細研究を行い、非最小結合の大きさの上限を得た。ヒッグスの重力との非最小結合を考慮した場合の真空の安定性、有限温度効果による真空崩壊である一次相転移の詳細研究、シングレットを加えた最もシンプルな標準模型を超えた物理における一次相転移や相転移に伴う泡の高エネルギー膨張の研究なども行なった。

超対称模型における電弱真空の安定性について、特にミューオン異常磁気能率のアノマリーとの関連という観点から研究を行った。μ粒子異常磁気能率のアノマリーは、素粒子標準模型を超える物理の存在を示唆するものとして、極めて重要である。超対称模型においては、超対称粒子によるループ効果によってμ粒子異常磁気能率が補正を受け、μ粒子異常磁気能率のアノマリーの問題が解決される可能性がある。我々はそのようなシナリオにおいては電弱真空の不安定性が引き起こされる可能性があることに着目し、電弱真空の崩壊率を１ループの効果まで含めて世界で初めて計算した。そして、その結果をもとに、スカラーミューオン粒子の質量上限を得た。スタロビンスキーインフレーションにおける電弱真空の安定性についての研究を行った。スタロビンスキーインフレーションは、現在得られている宇宙密度揺らぎや宇宙背景放射揺らぎからの制限と整合するインフレーション模型であり、多くの研究者が興味を持って研究を行っている。しかしこの模型を素粒子標準模と組み合わせる時、素粒子標準模型における電弱真空は偽真空であることからインフレーション前後に電弱真空の不安定化が起こり得ることが知られている。本研究では、特にスタロビンスキーインフレーション後の電弱真空の不安定化について、格子計算を基にした詳細研究を行い、非最小結合の大きさの上限を得た。ヒッグスの重力との非最小結合を考慮した場合の真空の安定性、有限温度効果による真空崩壊である一次相転移の詳細研究、シングレットを加えた最もシンプルな標準模型を超えた物理における一次相転移や相転移に伴う泡の高エネルギー膨張の研究なども行なった。