学部・大学院区分
Undergraduate / Graduate
理・博前
時間割コード
Registration Code
2680540
科目区分
Course Category
前期専門科目
MC Specialized Course
科目名 【日本語】
Course Title
[G30] 素粒子物理学特別講義
科目名 【英語】
Course Title
[G30] Special Lecture on Elementary Particle Physics
コースナンバリングコード
Course Numbering Code
担当教員 【日本語】
Instructor
棚橋 誠治 ○ 佐藤 丈
担当教員 【英語】
Instructor
TANABASHI Masaharu ○ SATO Joe
単位数
Credits
1
開講期・開講時間帯
Term / Day / Period
春集中 その他 その他
Intensive(Spring) Other Other
授業形態
Course style
講義
Lecture
学科・専攻
Department / Program
理学専攻
Division of Natural Science
必修・選択
Required / Selected
選択
Elective


授業の目的 【日本語】
Goals of the Course(JPN)
レプトンフレーバーとその破れ
レプトンフレーバーは標準模型において近似的に保存される対称性であるが、ニュートリノ振動の発見によりニュートリノ部門におけるレプトンフレーバーの破れ(nLFV)が実験的に確立されている。一方、荷電レプトンフレーバーの破れ(cLFV)は、標準模型を超える新物理を探索するための極めて鋭敏な手段であり、特に μ→e 変換を探索する COMET 実験は世界最高感度でこの対称性の破れを検証する計画である。
本講義では、レプトンフレーバー対称性の理論的基礎とその破れを、nLFV と cLFV の両面から統一的に解説するとともに、レプトン数の破れ(LNV)やレプトジェネシスとの関係も含めて理解することを目的とする。
授業の目的 【英語】
Goals of the Course
Lepton Flavor and Its Violation
Lepton flavor is an approximate symmetry of the Standard Model, but its violation in the neutrino sector (nLFV) has been firmly established by neutrino oscillation experiments. In contrast, charged lepton flavor violation (cLFV), in particular μ→e conversion as studied by the COMET experiment, provides one of the most sensitive probes of physics beyond the Standard Model.
The aim of this course is to give a unified understanding of lepton flavor and its violation, covering both nLFV and cLFV, and to clarify their relation to lepton number violation (LNV) and leptogenesis.
到達目標 【日本語】
Objectives of the Course(JPN))
受講者が以下の知識と能力を身につけることを目標とする。

レプトンフレーバー対称性およびその破れ(LFV)の理論的枠組みを理解すること。

ニュートリノ振動による nLFV の記述とその実験的意味を説明できること。

μ→eγ や μ→e 変換に代表される cLFV 過程の物理的意義を理解すること。

COMET 実験の感度と簡単な新物理模型の予言を結びつけて議論できること。

LFV と LNV(マヨラナ質量・レプトジェネシス)の違いと関係を理解すること。
到達目標 【英語】
Objectives of the Course
The goal for students is to acquire the following knowledge and skills:

Understanding the theoretical framework of lepton flavor symmetry and its violation (LFV).

Understanding neutrino oscillations as manifestations of nLFV.

Understanding cLFV processes such as μ→eγ and μ→e conversion.

Being able to relate the sensitivity of COMET to predictions of simple new physics models.

Understanding the distinction and interplay between LFV and lepton number violation (LNV).
授業の内容や構成
Course Content / Plan
The plan for this course is as follows:

Lepton flavor and the structure of the Standard Model

Neutrino masses and mixings, and nLFV (neutrino oscillation)

cLFV as effective field theory operators and the predictions in the Standard Model

μ→eγ and μ→e conversion:Physics at the COMET experiment

Flavor violation in seesaw model, SUSY and Z' models

LFV and LNV: The relation between the neutrino Majorana masses and the leptogenesis
履修条件
Course Prerequisites
Basic knowledge of quantum field theory and the Standard Model.
関連する科目
Related Courses
Courses on particle physics and quantum field theory
成績評価の方法と基準
Course Evaluation Method and Criteria
Evaluation will be based on report assignments designed to confirm the student’s understanding of the course content.
The passing standard is the ability to correctly explain fundamental concepts and perform simple calculations.
教科書・テキスト
Textbook
No specific textbook will be assigned for this course.
参考書
Reference Book
T. Fukuyama and T. Yanagida, Physics of Neutrinos and Applications to Astrophysics

Y. Kuno and Y. Okada, Muon decay and physics beyond the standard model, Rev. Mod. Phys.

A. M. Teixeira, review articles on lepton flavor violation in seesaw and low-scale models

S. Davidson, E. Nardi, Y. Nir, Leptogenesis, Phys. Rept.

Other relevant literature will be introduced as needed throughout the course.
課外学習等(授業時間外学習の指示)
Study Load(Self-directed Learning Outside Course Hours)
Review the contents of each lecture and read the assigned references.
注意事項
Notice for Students
他学科聴講の可否
Propriety of Other department student's attendance
permitted
他学科聴講の条件
Conditions of Other department student's attendance
Students from other departments may enroll in this course, provided that they have a basic understanding of particle physics and quantum field theory.
レベル
Level
Master's course
キーワード
Keyword
履修の際のアドバイス
Advice
授業開講形態等
Lecture format, etc.
This course will be delivered in a face-to-face format.
遠隔授業(オンデマンド型)で行う場合の追加措置
Additional measures for remote class (on-demand class)
Students are required to attend the course in person; remote participation is not available.