超対称性理論における模型構築および場の理論の研究

今年度はLarge Hadron Collider (LHC)実験において、非常に重要な発見がなされました。素粒子の標準模型においてヒッグス粒子が現在まで唯一未発見でしたが、LHCにおいてヒッグス粒子と解釈可能な新粒子が発見されました。さらにその粒子の質量はおよそ125GeV程度であるということも決定されています。もしこれがヒッグス粒子であるなら、この発見は超対称模型に大きな影響を与えます。超対称標準模型においては、125GeVのヒッグス粒子の質量を最も単純に説明するには超対称パートナーの粒子の質量が従来期待されていた質量より重い10TeV程度である必要があります。その一方で、超対称性模型の一つとして低エネルギーゲージ伝達機構というものが知られています。通常の超対称模型はグラビトンの超対称パートナーであるグラビティーノが初期宇宙において様々な問題を引き起こしますが、グラビティーノが16eVより軽いときはそのような問題は無いことが知られています。低エネルギーゲージ伝達機構は16eVより軽いグラビティーノを実現できるほぼ唯一の機構でありますが、しかしグラビティーノが16eVより軽いと、単純な模型では超対称パートナーの質量が10TeVほど重くなれないことが知られていました。私は低エネルギーゲージ伝達機構において125GeVのヒッグス質量が実現する方法を研究しました。その方法の一つは超対称標準模型に新たなシングレット場を導入することです。従来行われてきた導入法では低エネルギーゲージ伝達機構において125GeVのヒッグス質量を説明できないことを示すと同時に、導入法を少し変更すれば125GeVヒッグスを実現できることを示しました。ヒッグス質量125GeVを説明する別の方法として、理論が強結合である場合も調べました。このようなときは、まず強結合の効果で超対称パートナーの質量が10TeVになりうることを示し、さらには強結合な低エネルギーゲージ伝達機構において、従来知られていなかった効果によってヒッグス質量が大きくなることを発見しました。

今年度はLarge Hadron Collider (LHC)実験において、非常に重要な発見がなされました。素粒子の標準模型においてヒッグス粒子が現在まで唯一未発見でしたが、LHCにおいてヒッグス粒子と解釈可能な新粒子が発見されました。さらにその粒子の質量はおよそ125GeV程度であるということも決定されています。もしこれがヒッグス粒子であるなら、この発見は超対称模型に大きな影響を与えます。超対称標準模型においては、125GeVのヒッグス粒子の質量を最も単純に説明するには超対称パートナーの粒子の質量が従来期待されていた質量より重い10TeV程度である必要があります。その一方で、超対称性模型の一つとして低エネルギーゲージ伝達機構というものが知られています。通常の超対称模型はグラビトンの超対称パートナーであるグラビティーノが初期宇宙において様々な問題を引き起こしますが、グラビティーノが16eVより軽いときはそのような問題は無いことが知られています。低エネルギーゲージ伝達機構は16eVより軽いグラビティーノを実現できるほぼ唯一の機構でありますが、しかしグラビティーノが16eVより軽いと、単純な模型では超対称パートナーの質量が10TeVほど重くなれないことが知られていました。私は低エネルギーゲージ伝達機構において125GeVのヒッグス質量が実現する方法を研究しました。その方法の一つは超対称標準模型に新たなシングレット場を導入することです。従来行われてきた導入法では低エネルギーゲージ伝達機構において125GeVのヒッグス質量を説明できないことを示すと同時に、導入法を少し変更すれば125GeVヒッグスを実現できることを示しました。ヒッグス質量125GeVを説明する別の方法として、理論が強結合である場合も調べました。このようなときは、まず強結合の効果で超対称パートナーの質量が10TeVになりうることを示し、さらには強結合な低エネルギーゲージ伝達機構において、従来知られていなかった効果によってヒッグス質量が大きくなることを発見しました。