次世代の加速器実験におけるレプトン・核子散乱で探るレプトン・フレーバーの破れ

在下一代加速器实验中利用轻子/核子散射探索轻子风味破坏

基本信息

批准号：
22K03602
负责人：
清裕一郎
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Juntendo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究の目標は、荷電レプトンのフレーバーを破る相互作用(Charged Lepton Flavor Violation)の入った素粒子模型における電子・核子散乱実験における微分断面積を計算することであった。また得られた結果についてシミレーション・スターディーを実施し、CLFV相互作用の検証に有益なオブザーバブルを構築すること、その結果が将来のコライダー実験に与えるインパクトを評価することであった。目標達成のために(A)CLFVの起源としてスカラー粒子やその他の相互作用を持つ粒子が入った模型でも断面積を計算し、模型のパラメーターに高い観測量を見出す；(B)CLFVのある電子・核子散乱の終状態に現れるτ粒子の運動量分布を精密に計算する；(C)得られた断面積の理論計算をより実験のセットアップに近い形でシミュレーション・スタディーを実施する、という三つのサブプロジェクトとして研究を推進する予定であった。これらのサブプロジェクトの進行は略当初の予定通りに進んでおり、現時点で目標の5割程度の計算を終えている。現在はここまでに得られた知見を論文としてまとめているところである。具体的な成果としては、(1) CLFVなスカラー粒子が存在する素粒子模型で生じる相互作用オペレーターをクラスごとに整理し、それぞれのオペレーターに対するレプトン・核子散乱の微分断面積を計算した; (2) 終状態τレプトンの運動量分布をCLFVオペレーター毎に解析して、CLFVオペレーターのタイプに応じてτレプトンの運動量分布に関する特徴量が構築できることを示した。予定されていた研究計画のうち、スカラー粒子以外の相互作用についての計算とQCD補正や実験的なバックグラウンドを入れたより現実的なシミュレーションスタディーは次年度以降の課題とする。

这项研究的目的是计算包含带电瘦素的风味相互作用的基本粒子模型中电子核子散射实验中的差异横截面区域（带电的Lepton风味违规）。获得的结果也是执行模拟恒星，以构建可观察到的可观察物，可用于验证CLFV相互作用，并评估结果对未来对撞机实验的影响。为了实现目标，我们计划将研究促进以三个次要身份：（a）计算包含标量粒子和其他具有相互作用的粒子的模型的横截面区域，作为CLFV的起源，并在模型参数中找到高度观察结果；（b）计算出现在CLFV中电子和核子散射状态下的τ颗粒的动量分布；（c）在模拟研究中计算横截面区域的理论计算，该研究更接近实验设置。这些副投影的进展几乎在一开始就按计划进行，目前计算约占目标的50％。目前，我们正在汇编我们到目前为止获得的知识。具体结果包括（1）通过类别的基本粒子模型中发生的相互作用算子，按类组织组织，并计算了每个操作员的Lepton-Nucleon散射的差异横截面面积；（2）分析了每个CLFV操作员的最终状态τ瘦素的动量分布，表明可以根据CLFV操作员的类型来构建与τ瘦素的动量分布相关的特征数量。在计划的研究计划中，一项更现实的模拟研究包括对标量粒子以外的相互作用，QCD校正和实验背景的计算，将是明年及以后的任务。