超対称性模型におけるニュートリノ質量起源及びRパリティの起源の解明

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本研究の目的は、超対称性模型におけるニュートリノ質量生成機構およびRパリティの起源を現象論かつ模型構築の立場から調べることである。本年度では、現象論的立場からの調査を立案し、実行した。実施内容は、LHCやLEPの大型加速器の実験データに基づく、右巻きニュートリノ超場をもつ超対称標準模型の現象論的整合性の検証である。この模型では、観測より予想されるニュートリノ質量の大きさを再現するために右巻きスニュートリノ-左巻きスニュートリノ-中性ヒッグスのスカラー三点相互作用の結合定数は電弱スケールないしTeVスケールの大きさを持ち得る(ニュートリノ湯川結合定数による抑制を受けない)。そして、中性ヒッグスの質量がスニュートリノ対の質量和より大きい場合には、大きなスカラー三点結合が原因で中性ヒッグスのスニュートリノ対崩壊が誘起される。また、この大きな結合定数は右巻きスニュートリノと左巻きスニュートリノの間に大きな混合を生じさせ、Zボソンのスニュートリノ対崩壊過程を促進させる。本研究では、LHCにおける中性ヒッグスの不可視崩壊分岐比の実験結果を用いて模型パラメータに制限を与えた。なぜなら、大型加速器では中性ヒッグスのスニュートリノ対崩壊は不可視崩壊として認識されるからである。さらに、LEP実験から得られたZボソンの不可視崩壊分岐比の上限値からZボソンのスニュートリノ対崩壊分岐比にも制限を与え、模型パラメータ空間の許容領域を明白にした。また、従前の研究成果を学位論文にまとめた。本研究で扱った、大きなスカラー三点結合をもつ超対称性模型はニュートリノ質量起源と暗黒物質を超対称性の破れによって統一的に与えている。さらにこの模型がU(1)B-Lゲージ対称性を持つ場合、Rパリティはゲージ対称性によって保証されており、これらを包括的に取り入れた模型は従来扱われてこなかった。つまり著者は本年度の研究にて、模型に対する新たなアプローチを現象論的立場から検証したこととなる。