ＴｅＶスケールにおける素粒子標準模型を超える物理の研究

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LHCで発見されたヒッグス粒子は標準模型を大きくサポートしているが、ヒッグス質量項は量子補正を考慮すると非常に不自然である。そこで超対称性理論など標準模型を超える理論の存在が予想されている。それらの兆候の大きな手がかりはヒッグス粒子の詳細な研究から得られる可能性が高く、その研究は重要である。そこで私は、 受入研究者の北野教授と数物連携宇宙研究機構の村山教授と共同で、超対称性理論におけるヒッグス粒子質量の研究を行った。特に、超対称性が高次元で破れを起こすシャークシュワルツ機構に注目し、ヒッグスポテンシャルのトップクォークからくる量子補正の一般的な計算を整備した。この結果に加え、暗黒物質の熱的残存量などの現象論をまとめ、論文にした。次に、質量とともに、ヒッグス粒子がどのように他の素粒子と結合しているかを知ることは標準模型を超える理論の知見につながってくる。これまでは、ヒッグス粒子と 電弱ゲージ粒子、トップクォーク、ボトムクォーク、タウレプトンとの結合強度の測定に関して研究が行われてきた。そこで、ヴァイツマン研究所のPerez教授らと共同で、ヒッグス粒子とボトムクォークの結合測定の実験結果を応用し、ヒッグス粒子とチャームクォークの結合測定の方法を世界で初めて示した。 また、そのLHCでの将来予測に関する研究も行った。それらの成果は論文として出版された。最後に、2015年12月にLHC実験の光子対共鳴状態探査で報告された新粒子の兆候に対して、ヴァイツマン研究所の佐藤氏とハーバード大学の中井氏と共同で、研究を行った。まず結果を踏まえ 、その信号強度をできるだけ一般的な解析を行い、新しい強結合理論の存在可能性を導いた。そこから、新粒子は新しいパイ粒子で現象がよく説明できることがわかり、さらにLHC実験の他の解析チャンネルでの将来予想も示した。