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ヒッグス自己4点結合に現れる新物理学の模型の効果とその線形加速器での検証可能性

希格斯自四点耦合中出现的新物理模型的效应及其直线加速器验证的可能性

基本信息

批准号：
18034004
负责人：
兼村晋哉
金额：
$ 1.79万
依托单位：
University of Toyama
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究計画の目的は、素粒子の質量の起源と考えられている電弱対称性の自発的破れ(ヒッグスセクター)を研究することで将来の加速器実験で検証することを通じ、現在の素粒子標準模型を超えた「新しい物理学」(new physics)の方向性を明らかにすることにあった。特に真空の構造を決定するヒッグスポテンシャルを実験的に明らかにするためにはヒッグス場の質量を測るだけでは不十分で、ヒッグス場の自己相互作用を測定する必要がある。我々はヒッグス場の自己相互作用に現れる新物理学の効果をヒッグスセクターを新物理学模型の低エネルギー有効理論と考え、ヒッグス自己結合に対する新物理学の効果を研究した。同様な手法でトップクォークとヒッグス場の結合(湯川結合)が高いスケールの物理理論の効果によって標準模型の値からどのくらいずれるかを現在の実験データと理論的な要請からくる制限を考慮して研究した。さらにヒッグスの結合定数の値に新物理学によるずれがある場合に、LHC実験および線形加速器(ILC)実験で検証することができるかを研究した。たとえば平成18年度の研究は、ILCでの電子陽電子衝突実験で、トップ湯川結合が関与する反応過程を研究し、その生成や崩壞の確率(断面積)を有効理論に基づいて計算し、実際にどれほどの新物理学の効果がトップ湯川結合にあれば、これらのプロセスに関する標準模型の予言からのずれが線形加速器で検証できるかを定量的に明らかにした。その成果は論文として出版した。さらに平成19年度は、同様な手法でLHC実験でのヒッグス生成プロセス(W混合プロセス、グルオン混合プロセス)を研究した。特にグルオン混合によるヒッグス単生成および対生成プロセスを詳しく調べ、対生成過程では、ヒッグス自己結合およびトップ湯川結合が新物理学模型の効果でずれた場合に生成断面積は非常に大きくなり、LHC実験でも十分検出できる可能性があることを見出した。研究成果はすでに今年の3月に国際会議でも発表し、現在論文を出版準備中である。

The purpose of this research project is to investigate the origin of the mass of elementary particles and the self-evolution of electroweak symmetry in order to demonstrate the directionality of the standard model of elementary particles in "new physics". The structure of the vacuum is determined by measuring the mass of the vacuum field and the interaction of the vacuum field. The results of new physics are discovered by the interaction of the field and the model. The results of new physics are studied by the theory and the combination of the field and the model. In the same way, the combination of different fields (Yukawa combination) and the standard model of physics theory are considered. In the case of new physics, the LHC and the linear accelerator (ILC) are studied. The research of ILC in 18th year is based on theoretical calculation and practical new physics. The standard model of linear accelerator has been proved to be accurate and quantitative. The results of the paper were published. In 2019, the same method was used to study the production of LHC products. In particular, when mixing, the generation process, the combination process, and the combination process are described in detail, the cross-section area generated is very large, and the LHC is very likely to be generated. The research results were presented at the International Conference in March this year, and the paper is now ready for publication.