長尾研

Dynamical simulations of colliding superconducting strings
(概要)本講演では、超伝導宇宙ひもの数値衝突実験について議論します。超伝導宇宙ひもは、Abelian-Higgsストリングに別のスカラー場が凝縮したものであり、物質場と結合する宇宙ひもを記述する最も簡単な理論模型の一つです。講演ではまず、超伝導宇宙ひもが存在し得る理論パラメータ空間の特定を行い、その後、場の理論シミュレーションを用いて、さまざまな衝突角度および衝突速度における超伝導宇宙ひもの衝突に関する動的挙動を解析した結果を紹介します。さらに、超伝導宇宙ひもネットワークの形成とその時間発展についての考察を行い、加えて、このような宇宙ひもが宇宙論や天体物理学に与える可能性のある影響についても議論します。
2026.02.27 15:00 - 15:30 A1号館1階プレゼンテーションルーム（山内研主催）

宇宙線ミュオンで山を透視する / Observation of the mountains using cosmic ray muon radiography
(概要)宇宙線ミュオンの高い物質透過性を活かし、富士山と王陵級古墳の透視観測を行っている。水平ミュオンを用いたこの手法は永嶺謙忠により始められ、西岩手山や溶鉱炉や原子炉などの透視に成功している。 本研究の観測対象である富士山観測は、永嶺謙忠の観測装置を改良し富士山太郎坊（御殿場口）において2018年に着手した。巨大なバックグランドノイズを除去するための対策を重ね現在に至っている。
本研究のもう一つの観測対象である王陵級古墳は、造山古墳と作山古墳である。この研究は岡山大学の清家章教授との共同研究で2020年に着手した。 国史跡であるため、墳丘を損傷することなく独立して動作できる観測装置は、コロナ禍中の開発を余儀なくされたため、研究室で自作した。9台製作して現在は8台が稼働中である。 富士山に比べて小さなスケールであるため統計が早く上がるはず！と毎日データを受信しているが、この先に言葉が続かない。
まだ発表可能な成果にはまとまっていないが、未来に向けた議論ができれば幸いである。
2025.11.21 11:00 - 12:00 A1号館1階プレゼンテーションルーム

宇宙放射線による古墳研究を中心とした考古学への応用 / Applications of Cosmic-Ray Imaging to Archaeology, Including Kofun Studies
(概要)大和の古墳を対象としたミューオンラジオグラフィーによる考古学研究を議論する。特に講演者は素粒子物理学研究室および考古学研究所に所属して大淀町石神古墳、西乗鞍古墳、春日古墳などの研究を行ってきたのでそれらを中心に話す。古墳出土遺物や寺院および仏像のいろいろな放射線イメージング結果や展望についても話す。
2025.11.21 9:50 - 10:50 A1号館1階プレゼンテーションルーム

世代統一されたゲージ・ヒッグス大統一模型を構築する試み / Attempt at constructing a model of grand gauge-Higgs unification with family unification
(概要)ゲージ・ヒッグス大統一理論の枠組みで3世代構造を統一する模型を構築する可能性について議論します。ゲージ・ヒッグス統一理論は、標準模型の電弱ゲージ場とヒッグスボソンを高次元ゲージ場に統一し、 ゲージ階層性問題を解決する理論です。そこから3世代構造を含む大統一理論への拡張を探索します。
2025.10.24 13:30 - 14:30 A1号館1階プレゼンテーションルーム

素粒子統一理論のススメ / An encouragement of unified theories of elementary particles
(概要)素粒子物理学は、これ以上分割できない粒子が何であるのか？ また、それらの粒子はどのように振る舞うのか？という根本的な疑問を解明する研究分野です。 その基本となる素粒子標準理論というものがありますが、複雑です。 よりシンプルな理論を構成する考え方に「統一理論」があります。 この講演では、晩年のアインシュタインも挑戦した統一理論の話を紹介します。
2025.10.23 12:00 - 13:00 A1号館1階プレゼンテーションルーム

重力波検出器と重い暗黒物質探索 / Gravitational wave detectors and heavy-DM searches
(概要) 重力波は一般相対性理論から導かれる時空の波動であり、その予言から約100年後にアメリカのLIGOによって初検出された。その後イタリアのVirgoや日本のKAGRAも観測網に加わり、初検出から10年経った現在では400近くのイベントが観測されている。また次世代検出器として、ヨーロッパのEinstein TelescopeやアメリカのCosmi Exprolerなどが計画されている。これらレーザー干渉計型重力波検出器は非常に高感度な変位計であり、周囲の物体の運動によるニュートン重力の変動(重力勾配)にも敏感である。特に次世代検出器ではこの重力勾配雑音が10Hz 以下の感度を制限すると考えられており、これをなるべく小さくするような建設地選定・施設設計・解析手法が検討されている。一方で逆にこれを利用し、重い暗黒物質探索を行おうという試みもある。今回のセミナーでは、前半でレーザー干渉計型重力波検出器の仕組みを解説し、後半で重力勾配応答に関する研究を紹介します。
2025.10.01 13:15 - 14:15 A0133講義室

輻射シーソー模型における電弱スケールレプトジェネシスの新しいシナリオ / New scenario for weak-scale leptogenesis in a radiative seesaw model
(概要)バリオンと暗黒物質の起源は、宇宙論における主要な未解決の問題である。右巻きニュートリノ暗黒物質による輻射補正としてニュートリノ質量が生成されるモデルでは後者２つは説明できるが、右巻きニュートリノ自身が暗黒物質であるため、レプトジェネシス機構によってバリオン数非対称性生成を実現することは困難である。我々は困難の根源を明らかにし、僅かな拡張によってをバリオン数非対称性を説明する電弱スケールでのレプトジェネシスのシナリオを提案する。
2025.08.01 14:15 - 15:45 A1号館1階プレゼンテーションルーム

インフレーション宇宙論と量子揺らぎ・厳密解・複数場模型
(概要)宇宙最初期には急激な加速膨張（宇宙のインフレーション）が起こったと考えられており、現在の宇宙にあまねく星・銀河・銀河団といった大規模構造の起源を量子揺らぎで説明する。量子揺らぎの存在下では、インフレーションを引き起こすスカラー場のダイナミクスはブラウン運動の方程式で記述される。このような揺らぎの確率的ふるまいに焦点を当て、本セミナーでは二つの独立した研究を紹介する。
(1) ブラウン運動のような拡散系と非相対論的量子力学系の対応関係に着目すると、単一スカラー場の非摂動的時間発展を記述する種々の可解模型を構成することができる[1]。この拡張として、特にクライン・アドラー変換と呼ばれる理論を用いた厳密解の構成法を紹介する[2]。
(2) 複数スカラー場を用いたインフレーション模型では、多成分性に起因する揺らぎの確率的効果が重要な役割を果たす。インフレーションが終了し我々の宇宙に至ることを要請すると、可能な場の数に上限が付される。これは確率的期待値の摂動展開が収束するための条件としても捉えられる[3]。
（参考文献）
[1] M. Honda, R. Jinno, and KT, JCAP12(2024)044
[2] Y. Nasuda, KT, and Y. Watanabe [hep-th/2505.21429]
[3] T. Takahashi and KT [astro-ph.CO/2504.11158]
2025.07.09 15:00 - 16:30 A1号館1階プレゼンテーションルーム（山内研と共同開催）

右巻きニュートリノの必要性と、その周辺の現象論 / Importance of right-handed neutrino and related phenomenology
(概要)本講演ではまず、νMSMと呼ばれる模型の説明をする。 この模型は、素粒子標準模型と呼ばれるこれまでのほとんどすべての実験と無矛盾な模型に、電弱スケールよりも軽い右巻きニュートリノを導入した、非常に単純な模型である。 この単純な模型で、素粒子標準模型では解決することができない現象論的諸問題のうちいくつかを解決することができることを説明する。 これらの解決を議論する際に、模型を特徴づけるパラメータを紹介する。 また、模型の予言として、ニュートリノがマヨラナ粒子として存在するため、ニュートリノの放出を伴わない二重ベータ(0νββ)崩壊の観測が期待される。 ところが、右巻きニュートリノの寄与により、0νββ崩壊が起こらない場合があることを示す。 そうした状況下において、如何に右巻きニュートリノを検証するかということを議論する。 最後に、最近得た予言として、逆二重ベータ崩壊への寄与について示す。
2025.05.26 13:15 - 14:45 A1号館1階プレゼンテーションルーム

磁気単極子、ダイオンとグラディエントフロー / Magnetic monopole, dyon and gradient flow
(概要)ゲージ理論では自明な真空以外に非自明な真空が存在することが知られています。これらの真空は解の形、つまり無限遠方の境界条件によって分類でき、異なる形の真空はお互いに移り合わないことが知られています。このような非自明な真空の代表例として挙げられるのが磁気単極子です。本セミナーでは静的な場合に磁気単極子が生じうること・CP対称性の破れが存在する場合にWitten効果により磁気単極子が電荷をもつダイオンに変化すること等について触れた後、これらの数値解を求めるための一つの方法としてグラディエントフローを紹介します。
2025.03.18 12:15 - 13:45 A1号館会議室A

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