ニュートリノが切り開くプランクスケールに存在する新しい物理

研究種目：新学術領域研究(研究領域提案型)
研究課題番号：16H00871
研究期間：2016年4月1日〜2017年3月31日

本研究の目的は、プランク・スケールにあると予想される標準模型(SM)を超える新しい物理(BSM)を、ニュートリノを手ががりに解 明することである。SMの枠組みで、質量が約125GeVのヒッグス粒子が示唆するのは、ヒッグス・ポテンシャルが約10の10乗GeVのエネルギー・ス ケールで消滅し、プランク・スケールでは不安定になることである。しかし、ニュートリノの効果を取り入れると、この結果が劇的に変わり、ヒッグス・ポテン シャルは、プランク・スケールまで安定になり、かつ、プランク・スケールで丁度消滅する可能性があらわれる。このことは、重力の量子効果が重要になるプラ ンク・スケールの物理の重要なヒントになると思われる。一方、ニュートリノの極微質量が、右巻きニュートリノの大きなMajorana質量の効果で得られ るType-I Seesaw機構では、右巻きニュートリノの質量がヒッグス質量の量子補正に効くので、ヒッグス質量を125GeVに保つためにパラメータの微調整をする 必要がある場合がある（ナチュラルネス問題）。
そこで、本研究プロジェクトでは、ニュートリノを手掛かりに、「BSMはあるはずであること」、「SMの枠組みではヒッグス・ポテンシャルが約10の10乗GeVで消滅すること」、「ナチュラルネス問題」を考慮して、「(A): 未知の新粒子の効果で約10の10乗GeVではなく、プランク・スケールまでヒッグス・ポテンシャルが安定になる可能性」と「(B): プランク・スケールで、ヒッグス・ポテンシャルが消滅してスケール不変な理論になる可能性」について取り組み、BSMの発見に挑戦する。


研究成果：
査読付き学術雑誌掲載論文：

Multiple-point principle with a scalar singlet extension of the Standard Model,
N. Haba, H. Ishida, N. Okada and Y. Yamaguchi,
Published in PTEP 2017, no. 1, 013B03-1-13 (2017)
 DOI: 10.1093/ptep/ptw186

Strong dynamics in a classically scale invariant extension of the standard model with a flat potential,
N. Haba and T. Yamada,
Published in Phys. Rev. D 95, no. 11, 115016-1-22 (2017).
DOI: 10.1103/PhysRevD.95.115016

Multiple-point principle realized with strong dynamics,
N. Haba and T. Yamada,
Published in Phys. Rev. D 95, no. 11, 115015-1-10 (2017).
DOI: 10.1103/PhysRevD.95.115015

Heavy neutrino mixing in the T2HK, the T2HKK and an extension of the T2HK with a detector at Oki Islands,
Y. Abe, Y. Asano, N. Haba and T. Yamada,
Published in Eur. Phys. J. C 77, no. 12, 851-1-23 (2017).
DOI: 10.1140/epjc/s10052-017-5294-7

Semialigned two Higgs doublet model,
N. Haba, H. Umeeda and T. Yamada,
Published in Phys. Rev. D 97, no. 3, 035004 -1-15 (2018).
DOI: 10.1103/PhysRevD.97.035004

Prediction on Neutrino Dirac and Majorana Phases and Absolute Mass Scale from the CKM Matrix,
N. Haba and T. Yamada,
Published in Phys. Rev. D 97, no. 5, 055018 -1-13 (2018).
DOI: 10.1103/PhysRevD.97.055018

Naturalness and lepton number/flavor violation in inverse seesaw models
Naoyuki Haba (Shimane U.), Hiroyuki Ishida (Shimane U. & NCTS, Hsinchu), Yuya Yamaguchi (Shimane U. & Hokkaido U.).
Published in JHEP 1611 (2016) 003
DOI: 10.1007/JHEP11(2016)003

Proton decay prediction from a gauge-Higgs unification scenario in five dimensions
Naoyuki Haba (Shimane U.), Nobuchika Okada (Alabama U.), Toshifumi Yamada (Shimane U.).
Published in Phys.Rev. D94 (2016) no.7, 071701
DOI: 10.1103/PhysRevD.94.071701

Multiple-point principle with a scalar singlet extension of the Standard Model
Naoyuki Haba, Hiroyuki Ishida (Shimane U.), Nobuchika Okada (Alabama U.), Yuya Yamaguchi (Hokkaido U. & Shimane U.).
Published in PTEP 2017 (2017) no.1, 013B03
DOI: 10.1093/ptep/ptw186

Vacuum stability and naturalness in type-II seesaw
Naoyuki Haba, Hiroyuki Ishida (Shimane U.), Nobuchika Okada (Alabama U.), Yuya Yamaguchi (Hokkaido U. & Shimane U.).
Published in Eur.Phys.J. C76 (2016) no.6, 333
DOI: 10.1140/epjc/s10052-016-4180-z

A new dynamics of electroweak symmetry breaking with classically scale invariance
Naoyuki Haba, Hiroyuki Ishida (Shimane U.), Noriaki Kitazawa (Tokyo Metropolitan U.), Yuya Yamaguchi (Hokkaido U. & Shimane U.).
Published in Phys.Lett. B755 (2016) 439-443
DOI: 10.1016/j.physletb.2016.02.052

Gauge coupling unification in a classically scale invariant model
Naoyuki Haba, Hiroyuki Ishida (Shimane U.), Ryo Takahashi (Tohoku U.), Yuya Yamaguchi (Shimane U. & Hokkaido U.).
Published in JHEP 1602 (2016) 058
DOI: 10.1007/JHEP02(2016)058

Bosonic seesaw mechanism in a classically conformal extension of the Standard Model
Naoyuki Haba, Hiroyuki Ishida (Shimane U.), Nobuchika Okada (Alabama U.), Yuya Yamaguchi (Shimane U. & Hokkaido U.).
Published in Phys.Lett. B754 (2016) 349-352
DOI: 10.1016/j.physletb.2016.01.050