長尾研

FASER実験とEBES実験で切り拓くMeV-GeV領域の軽い新粒子探索 / Search for new particles in MeV to GeV mass range at FASER and EBES experiment
(概要)素粒子の「標準模型」は、これまでに発見されたすべての素粒子を予言し、あらゆる実験結果を矛盾なく説明するという大きな成功を収めてきた。 しかし、宇宙観測によれば、標準模型の素粒子が宇宙全体のエネルギーに占める割合はわずか5%に過ぎない。 残りの27%は未知の素粒子である「暗黒物質」、さらに残りの68%は「暗黒エネルギー」とされている。 つまり、暗黒物質を理解しなければ、宇宙の本質に迫ることはできない。 近年、既存の粒子加速器のエネルギーでも探索可能な比較的軽い質量領域に、 未知の素粒子（暗黒物質、媒介粒子、新たな荷電粒子）が属する「暗黒セクター」が存在すると考える理論が注目を集めている。 FASER実験とEBES実験は、暗黒セクターに属する未知の素粒子を探索するための実験である。 本講演では、これらの実験の概要と、最新の研究成果について紹介する。
2024.11.05 13:30 - 14:30 A1号館414

ヒッグス物理を用いた第５の力の探索 / Exploring the Fifth Force through Higgs Physics
(概要)自然界には重力、電磁気力、弱い力、強い力の４種類の基本的な力が存在することが知られていますが、 第５の新たな力が存在するかどうかは興味深い謎として残されています。 実際に、素粒子の標準理論を超える新物理では、さまざまな物理的動機から導入される新たなゲージ対称性 から第５の力が現れるため、その検証は新物理の探求において極めて重要となります。 本講演では、ヒッグスセクターの物理が、自発的に破れたU(1)ゲージ対称性を持つ新物理の検証において 重要な役割を果たすことを示します。
2024.10.30 13:30 - 14:30 A1号館414

素粒子物理学の最前線 〜ミクロの究極から宇宙の謎へ〜 / Frontiers of Particle Physics: From the Ultimate Microworld to the Mysteries of the Universe
(概要)私たちの身の回りにある様々なものを、究極的に細かく分解するとどうなるのか？ この問いに答えるのが素粒子物理学です。 宇宙の大きさは観測可能な範囲で直径約930億光年にも及ぶ、想像を超える広さです。 この広大な宇宙がどう始まり、今の姿になったのか？ 実は、この問いに答えるのも素粒子物理学です。 本講義では、最先端の研究成果がミクロの究極と宇宙の謎を どこまで解明しているのかを分かりやすくお伝えしたいと思います。
2024.10.29 15:00 - 16:00 A1号館1階 プレゼンテーションルーム

電子質量の時間変化と宇宙論パラメータ / Varying electron mass model and cosmological parameters
(概要)宇宙論の標準模型であるΛCDMモデルは、現在いくつかの課題に直面しています。 その中でも特に重要な観測上の問題の一つは、遠方観測と近傍観測によるハッブル定数の不一致、いわゆる「ハッブルテンション」です。 この問題を解決するために、ΛCDMモデルを超える新しい物理が提案されており、その一つが電子質量の時間変化を考慮するモデルです。 本セミナーでは、電子質量の変化が宇宙論パラメータに与える影響について詳しく議論します。 こうした影響は、宇宙背景放射（CMB）やバリオン音響振動（BAO）などの観測データを通じて検証されます。 また、最近の解析結果から、CMBの時代における電子の質量が現在よりも大きかった可能性が支持されている点についても触れる予定です。
2024.10.08 13:15 - 14:15 A1号館414

量子論的粒子の波束効果は見えるのか?/Can we observe wave-packet effects of quantum particles?
(概要)量子論的な粒子のプロファイルを平面波的な波として議論する際には、この波が直接は見えないヒルベルト空間におけるものであることに 起因する理解上の難しさがあり、こちらは皆様よくご存知だと思います。更に、平面波に関しては、 関連する量子遷移の確率の "平均的な" 振る舞いしか知ることが出来ないという制限があります。 この制限は、平面波が規格化不可能な状態である性質に起因します。この技術的制限は、対応する粒子のエネルギーが局在化している状態(波束)を 考えれば原理的に解決することは昔から知られていました。しかし一方で、果たしてこの波束記述による "平均的な振る舞いを超えた" 振る舞いは、 実際に観測可能なのでしょうか? 本公演では、波束による記述が、長年謎とされてきたある種の重たいベクトル・メソンの崩壊過程における、 実験値と平面波による理論値との大きな不一致を、説明しうるという我々の最近の研究に関して、 関係する量子力学の背景知識のレビューも含めながら、一からお話したいと思います。
2024.7.25 13:15 - 15:30 50周年記念館3F会議室

時間変動する背景場が引き起こす非摂動的粒子生成と宇宙論への応用
(概要)背景場が断熱的に時間変化するとそれと相互作用する粒子が非摂動的効果により生成されうる．宇宙論的にはインフレーションを引き起こすインフラトン場や strong CP 問題の解決に期待されるアクシオン場，また質量の起源となるヒッグス場など，宇宙の発展において背景場がダイナミカルに変化する状況が想定され，そういった背景場の変化による非摂動的粒子生成の宇宙論的な影響を探ることは興味深い． 　本講演ではそのような非摂動的粒子生成の起こる理論背景と解析方法を紹介する．特にCやCP対称性の破れた状況で粒子生成が起こると粒子と反粒子が非対称に生成されうるため，宇宙のバリオン数の問題への応用も期待される．
2024.2.10 13:00 - 14:00 A1号館414

相転移由来の重力波観測による新物理効果の探索
(概要)現在の素粒子標準理論では宇宙の物質反物質の非対称性などが説明できない事がすでに知られているため、標準理論には無かった新しい効果を含む新物理理論を考える必要があります。その標準理論を超えた新物理効果によって初期宇宙の段階で不連続的な相転移が実現できる可能性があります。そのような相転移が実現する場合、重力波が生じる事が知られています。重力波は透過性が強く、相転移が起きた初期宇宙の情報を現在の私たちに届けてくれます。本講演ではその重力波のエネルギーの観測を用いた新物理効果の探索可能性について紹介します。
2024.1.22 13:15 - 14:15 A1号館414

Second Higgs doubletを用いたニュートリノ質量
(概要)素粒子標準模型ではニュートリノ質量はゼロである。しかし、スーパーカミオカンデ実験によりニュートリノ振動が観測されたため、ニュートリノは微小な質量をもつことが分かった。そのため、ニュートリノ質量を説明する新たな理論が必要である。本発表では、ニュートリノ質量を説明する候補の1つであるニュートリノとのみ結合する新たなヒッグス粒子を追加した模型を紹介する。またこの模型のもつ現象論的側面についても触れたい。なお本講演は、arXiv:0906.3335v2等に基づいたレビュー発表である。
2023.12.26 15:00 - 16:00 A1号館414

大規模数値シミュレーションによる銀河形成過程の理論的研究
(概要)宇宙の星々は銀河というシステムの中で形成される。また、銀河から放射される光や銀河風といったフィードバックは銀河間ガスの物理状態に大きな影響を及ぼす。したがって、宇宙初期から現在に至るまでの宇宙の進化史を解き明かす上で、銀河形成・進化過程の理論モデルの構築は極めて重要となる。銀河は、星形成やそれに伴う輻射・超新星爆発による内部フィードバック、周辺環境との相互作用や銀河同士の合体などが複雑に入り交じって進化していく。このため、銀河形成過程の理論的研究には数値シミュレーションが必要不可欠である。近年では大規模な宇宙論的流体力学計算によって、最大~100 Mpcスケールに及ぶ銀河形成・進化過程をモデル化し、個々の銀河が持つ性質や統計的観測量について議論されている。本講演では、銀河形成シミュレーションで考慮すべき物理過程や数値シミュレーションにおける取り扱いについて解説するとともに、近年の代表的な大規模銀河形成シミュレーションプロジェクトとそれらの成果などについて紹介する。
2023.12.21 15:00 - 16:00 A1号館414

宇宙暗黒物質探索 PICOLON計画 ～超高純度の無機結晶を使って宇宙暗黒物質・二重ベータ崩壊を研究しよう～
(概要)宇宙暗黒物質の探索，ニュートリノを出さない二重ベータ崩壊の探索には，極めて高感度の放射線検出器を開発する必要があります。 PICOLON計画では未知の素粒子を探索するためにバックグラウンドの低い高感度な放射線検出器を開発しています。 無機結晶を用いたシンチレーターの開発について現状と将来展望を紹介いたします。
2023.10.6 14:00 - 15:00 A1号館414

Boosted indirect signal in multi-component secluded dark matter scenarios
(概要)本講演では多成分暗黒物質が標準模型の粒子とdark phtonを通じて弱く相互作用するシナリオを議論します。 この場合には暗黒物質と核子や電子との散乱断面積は小さくなり、直接検出における検証は難しく制限も弱くなっています。 そこで特殊なシグナルを得る可能性として、重い暗黒物質が対消滅し大きな運動量を持った軽い暗黒物質を生成する過程を考え、 軽い暗黒物質がdark photonを放射する場合の間接検出実験からの制限・検証可能性を模索します。 特に暗黒物質の残存量の観測値を説明するパラメータ領域における現在の制限と検証可能性についての結果を紹介します。 講演の前半で暗黒物質やdark photonに関するレビューを行い、後半で研究の解説をしたいと思います。
2023.7.31 15:00 - 16:00 C1号館C0142

ミューオン原子を使った荷電レプトンフレーバー非保存過程探索
(概要)現在の素粒子標準模型では、3つのレプトンフレーバー数(電子数、ミュー数、タウ数)が良い保存量となっており、荷電レプトンにおけるレプトンフレーバー非保存(CLFV)過程が強く抑制されていることが知られている。 しかし標準模型を超える新物理が存在すればCLFV過程が起こる確率は大きくなることが期待されるため、新物理発見を目的とし、これまでCLFV探索実験は世界各地で精力的に行われてきた。 これまで注目されてきたCLFV過程の中に、ミューオン-電子転換過程がある。 これはミューオンを原子核に束縛させたミューオン原子を用いて探索を行うCLFV過程であり、現在日本のJ-PARCにおいてCOMET実験やDeeMe実験での探索が計画されている。 本講演ではCLFV探索の現状を概観すると共に、ミューオン原子を用いたCLFV探索に関する講演者の最近の研究を紹介する。
2023.7.31 16:00 - 17:00 C1号館C0142

カルタン形式のF(R)修正重力理論
(概要)アインシュタインの一般相対性理論は、現在までに様々 な現象により検証されているが、宇宙の加速膨張を説明 するには、何らかの拡張が必要であると考えられている。 F(R)修正重力理論では、アインシュタイン・ヒルベルト 作用に現れる曲率Rをその関数に拡張することで、宇宙 の加速膨張を説明できる。我々は、これをカルタン形式 で記述することで、時空の捩れに対応するトーションや 物質場であるフェルミオンによる寄与を導入し、初期宇 宙の現象を調べている。本セミナーでは、修正重力理論 についてレビューし、カルタン形式のF(R)修正重力理論 で分かってきたことについて報告する。
2023.7.27 15:00 - 16:00 A1号館414

対称性が織りなす素粒子の世界
(概要)素粒子の理論は、ゲージ対称性、一般座標共変性といった連続的な対称性、パリティ、時間反転、 荷電共役といった離散的対称性を基礎に構築されています。ゲージ対称性が自発的に破れること によって物質は質量を持つようになり、時間反転対称性が破れることで我々の世界は粒子に満た されるようになります。カイラル対称性が動的に破れると、クォークが核子に閉じ込められ陽子、 中性子が大きな質量を獲得します。
ここでは、物質を構成する最も基本的な粒子である素粒子とその間の相互作用について紹介し、 素粒子理論が基礎とする対称性とその破れが、我々の世界の創造にどのような寄与をするのか、 何が分かっていて、何が分かっていないのか、お話します。
2023.7.27 12:00 - 13:00 B5号館B0531

Q-ball
(概要)TBA
2023.7.3 13:15 - 14:45 オンライン（東邦大学とのジョイントセミナー）