コライダーにおける電弱対称性の破れの物理の理論的研究

標準模型の問題点を考慮すると、ヒッグスセクターは拡張されることが期待されるが、その際に現れる重いヒッグス粒子や電荷を持ったヒッグス粒子の探索や性質測定に関する研究を行った。研究代表者らが考案した、光子-光子衝突型加速器において重いヒッグス粒子のCPパリティを測定する手法を発展させ、超対称標準模型で予言されるような、質量が縮退して存在する異なるCPパリティを持つ2つのヒッグス粒子が、分離して見える観測量を見出した。これらの観測量は重いヒッグス粒子の場合は、ヒッグス粒子が崩壊して生成されるトップクォーク対の崩壊生成粒子の角度分布測定を用いて得られるものであり、一方、軽いヒッグス粒子に対してはタウレプトン対の崩壊生成粒子の分布測定によって得られる。また、電荷を持つヒッグス粒子が陽子-陽子衝突型加速器LHCにおいて検出される可能性があるが、輻射補正によってもたらされるグルーオンフュージョン過程における電荷を持つビッグス粒子の検出可能性について考察した。この過程の散乱断面積は超対称標準模型では非常に抑えられることがわかっているが、重いヒッグス粒子達の質量縮退を解いた2ヒッグス二重項模型では、2桁以上大きな断面積が得られることを示した。これは超対称標準模型では大変実現しづらい、重い中性ヒッグス粒子が荷電ヒッグス粒子とWボソンに崩壊するという現象が起こる為であり、このような大きな断面積が観測されれば、素粒子模型の選別に役立つと期待される。

標準模型の問題点を考慮すると、ヒッグスセクターは拡張されることが期待されるが、その際に現れる重いヒッグス粒子や電荷を持ったヒッグス粒子の探索や性質測定に関する研究を行った。研究代表者らが考案した、光子-光子衝突型加速器において重いヒッグス粒子のCPパリティを測定する手法を発展させ、超対称標準模型で予言されるような、質量が縮退して存在する異なるCPパリティを持つ2つのヒッグス粒子が、分離して見える観測量を見出した。これらの観測量は重いヒッグス粒子の場合は、ヒッグス粒子が崩壊して生成されるトップクォーク対の崩壊生成粒子の角度分布測定を用いて得られるものであり、一方、軽いヒッグス粒子に対してはタウレプトン対の崩壊生成粒子の分布測定によって得られる。また、電荷を持つヒッグス粒子が陽子-陽子衝突型加速器LHCにおいて検出される可能性があるが、輻射補正によってもたらされるグルーオンフュージョン過程における電荷を持つビッグス粒子の検出可能性について考察した。この過程の散乱断面積は超対称標準模型では非常に抑えられることがわかっているが、重いヒッグス粒子達の質量縮退を解いた2ヒッグス二重項模型では、2桁以上大きな断面積が得られることを示した。これは超対称標準模型では大変実現しづらい、重い中性ヒッグス粒子が荷電ヒッグス粒子とWボソンに崩壊するという現象が起こる為であり、このような大きな断面積が観測されれば、素粒子模型の選別に役立つと期待される。