ヒッグス場と世代構造の起源

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細谷は、ゲージ場とHiggs場を高次元ゲージ理論のなかで統一し、量子効果により対称性を破る機構(細谷メカニズム)を電弱相互作用に適用し、Higgs場の相互作用に関する様々な物理的帰結を導いた。Higgs場はゲージ場の一部になり、Higgs場の相互作用はゲージ原理と時空構造によって決められる。特に、Randall-Sundrum時空上でSO(5)xU(1)モデルを詳細に調べた。ゲージ・ヒッグス統合理論の普遍的な帰結として、ヒッグス粒子とゲージ場(W,Z)との結合定数が標準模型とくらべて小さくなることをしめした。WWH,ZZHの結合定数は標準模型にくらべ、cos(theta_H)だけほぼ普遍的に小さくなる。ここで、theta_Hは、細谷メカニズムを特徴づけるYang-Mills AB位相である。WWH,ZZHの結合定数は現在のところ実験的には測定されていないが、今秋動き出すLHCや、近い将来に計画されているILCにより、測定可能になる。ヒッグス粒子とゲージ場(W,Z)の波動関数や、様々なKaluza-Klein励起状態への結合定数も求めた。また、低エネルギーで現れる軽い粒子や場に対する有効理論も導いた。波場は、クォーク・レプトンの世代構造の研究に関して、荷電レプトンの質量公式を、超対称性理論を用いて導出することに成功した。この関係式は質量起源に関するヒントであり、我々の新しい導出の方法は、世代構造の解明への新しい方向性である。この方法の、ニュートリノセクターへの応用も行った。また、超対称性が儀真空で動力学的に破れる新しい模型の構築と解析をした。