ニュートリノで探究する大統一理論の物理
研究種目：新学術領域研究(研究領域提案型)
研究課題番号：19H05106
研究期間：2019年4月1日〜2021年3月31日
素粒子の標準模型(Standard Model(SM))には、「何故、ニュートリノの質量は、他のクォーク・レプトン
に比べて遥かに小さいのか？」、「何故、陽子と電子の電荷の絶対値は21桁以上の精度で等しいのか？」
などの大いなる謎が存在する。これらの謎は、SMの背後の、SMを超える、より根本的な物理 (beyond
the SM (BSM) physics)の存在を強く示唆する。大統一理論(GUT)は、陽子と電子の電荷の絶対値が等しい
ことを数学的に保証し、陽子崩壊を予言する。陽子崩壊には、GUTゲージボソンを媒体とした次元6の相互
作用 (dim6 OP) によるp→π^0 e^+や、超対称性理論 (SUSY) では colored Higgsとcolored Higgsinoを
媒体とした次元5の相互作用(dim5 OP)によるp→K^+bar{ν}があるが、どちらも未だ実験で観測されていない。
本研究は、クォーク・レプトンが1つの表現に統一されるSO(10) GUTを中心に、ニュートリノ振動などで
測定される物理量と陽子崩壊の相関などを理論的に調べ、GUTの物理の情報を得ることを目標にする。
更に、得られた相関から、観測可能な新たな予言ができないか調べる。
研究成果：
査読付き学術雑誌掲載論文：
N. Haba, Y. Mimura and T. Yamada,
``Proton Lifetime Upper Bound in Non-SUSY SU(5) GUT,''
Phys. Rev. D99 (2019) no.7, 075018.
doi:10.1103/PhysRevD.99.075018
N. Haba, Y. Mimura and T. Yamada,
``Detectable dimension-6 proton decay in SUSY SO(10) GUT at Hyper-Kamiokande,''
JHEP 1907 (2019) 155.
doi:10.1007/JHEP07(2019)155.
N. Haba, Y. Mimura and T. Yamada,
``On theta_{23} Octant Measurement in 3+1 Neutrino Oscillations in T2HKK,''
Physical Review D 101 (2020) 7, 075034.
10.1103/PhysRevD.101.075034
N. Haba, Y. Mimura and T. Yamada,
``Gravitational Waves from Phase Transition in Minimal SUSY U(1)_{B-L} Model,''
Physical Review D 101 (2020) 7, 075027.
10.1103/PhysRevD.101.075027
Haba, Naoyuki and Mimura, Yukihiro and Yamada, Toshifumi
"Renormalizable SO(10)SO(10) grand unified theory with suppressed dimension-5 proton decays,"
PTEP 2021 (2021) 2, 023B01.
10.1093/ptep/ptaa186
Haba, Naoyuki and Omija, Tsuneharu and Yamada, Toshifumi
"Charged lepton flavor violating processes in neutrinophilic Higgs + seesaw model,"
PTEP 2020 (2020) 7, 073B08.
10.1093/ptep/ptaa089
Haba, Naoyuki and Mimura, Yukihiro and Yamada, Toshifumi
"Enhanced Γ(p→K0μ+)/Γ(p→K+νˉμ)Γ(p→K0μ+)/Γ(p→K+νˉμ) as a signature of minimal renormalizable SUSY SOSO (10) GUT,"
PTEP 2020 (2020) 9, 093B01.
10.1093/ptep/ptaa097
Haba, Naoyuki and Shimizu, Yasuhiro and Yamada, Toshifumi
Muon and electron g−2 and the origin of the fermion mass hierarchy
PTEP 2020 (2020) 9, 093B05.
10.1093/ptep/ptaa098