Exploring the fundamental particle model by searching for lepton flavor violating processes

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本研究課題はレプトンフレーバー非保存過程探索による根源的模型の検証・確立を目的としている。第3世代粒子と主に相互作用する模型がもたらすレプトンフレーバー非保存過程は、模型パラメーターと実験測定量を精度良い接続がまだ十分には整っておらず、本課題はこの打開に特に重きを置く。現在、電子（またはミューオン）と核子の深非弾性散乱に注目し、研究を遂行している。第3世代粒子と主に相互作用する模型における深非弾性散乱は、終状態にトップクォークやボトムクォークが入った素過程を組み入れ、散乱断面積を定式化する必要がある。素過程の具体例を記すと、e+g --> \tau+b+bbarなどである。終状態エネルギー閾値に近いエネルギーの場合、この素過程で適切に断面積を記述できる。ところが、閾値を大きく上回るエネルギーの場合、この素過程断面積にはエネルギー増大に伴う発散量が現れる。この発散量を繰り込みながらトップやボトムのパートン分布関数は作られる。そこで、閾値を大きく上回るエネルギー領域では、このパートン分布関数と共に、e+b --> \tau+bといった素過程で深非弾性散乱を描写しなくてはならない。そして、エネルギーが閾値から近過ぎず遠過ぎずといった領域では、上述の両方の素過程を二重数えすることなく取り込まなくてはならない。先行研究にて、フォトンを媒介粒子とし、レプトンフレーバーが保存する深非弾性散乱の断面積定式化において、上述の問題を解決すべくACOT処方という手法が考案された。今年度発表した論文（JHEP 04 (2022), 044）では、この手法を参考に、(擬)スカラー粒子を媒介粒子とし、レプトンフレーバーの破れを伴う深非弾性散乱の断面積定式化を行なった。