１．メンバー
教授

鈴木久男

教授

小林達夫

准教授

瀬戸治

講師

末廣一彦

助教

Arindam Das

ＤＣ３

Cristpher Chune、菊地渉太

ＤＣ２

徐明浩、那須海渡、戸田陽、

ＤＣ１

高田翔平、高井勇司、

ＭＣ２ 原田基矢、富澤凌、佐久間陸、白井孝佳、愛甲泰大、河合俊毅、
K.A.ShivaShnker
ＭＣ１ 横山信吾、西尾勇哉、吉田新佑、Tim Jeric
Ｂ４

西田龍世、廣岡幸、鈴木幹基、三田泰誠

２．研究成果%%%%Magnetized compactification（小林達夫、菊池渉太、那須海渡、高田翔平）
背景磁場をもつコンパクト化は興味深い超弦理論のコンパクト化である。このプロジェク
トでは、世代数に対応するゼロモード数の解析を６次元オービフォルド上で行い、フレーバー対称性としてのそのモジュラー変換を明確にした。
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Fermion hierarchies in SU(5) grand unification from modular flavor symmetry（小林達夫）
有限モジュラー部分群を仮定し、湯川結合としてモジュラー形式を採用し、SU(5)GUT の枠組みでクォーク・レプトンの質量とその混合角の再現を行った。モジュラー変換の固定点近傍で質量の階層性を導出できることを示した。
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Moduli trapping mechanism in modular flavor symmetric models（小林達夫、那須海渡）
宇宙発展の枠内で、質量が変化する場合、軽くなるモードが現れる場合には、粒子生成が起こり、パラメータの値がその値に落ち着く、モジュライパラメータをダイナミカルな場として、そのような宇宙発展を解析し、モジュライ場の値がモジュラー変換の固定点近傍に落ち着くことを示した。
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Radiative correction on moduli stabilization in modular flavor symmetric models（小林達夫、那須海渡、佐久間陸）
上述のようにモジュラー変換の固定点近傍では、フェルミオン質量の階層性を導出することが可能である。先行研究においては、正確に固定点上のモジュライの値が決定されることが示されていた。この研究では、量子補正を考え、その値がわずかにずれることが可能であることを示した。
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Sp(6,Z) modular symmetry in flavor structures（小林達夫、菊地渉太、那須海渡、高田翔平）
高次元のモジュラー群であるSp(6,Z)のモジュラー形式の導出を背景磁場のあるトーラス上の波動関数から導く方法を提案し、得られた結果をクォーク質量と混合角、およびＣＰ位相の再現に応用した。
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CP phase in modular flavor models(小林達夫、菊地渉太、那須海渡)
様々なmodular flavor symmetric models が提案され、質量の階層性と混合角の再現が行われた。しかし、それに加え、ＣＰ位相の再現をすることは難しかった。この研究では、その困難の起源を指摘し、ＣＰ位相を同時に再現するためには複数のモジュライを導入する必要があることを示した。
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Finite modular axion and radiative moduli stabilization （小林達夫）
上述の量子補正のみでのモジュライの値の固定機構を再考し、ポテンシャルの安定点でのモジュライの値が大きくなり、axion 方向に非常に平らなポテンシャルが得られることを示した。そのことをstrong CP 問題の解決策の１つであるaxion模型に応用し、その意味を吟味した。

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Modular forms in heterotic Calabi-Yau compactifications(小林達夫)
上述のように超弦理論のコンパクト化とフェルミオンの質量の導出において、モジュラー対称性は重要な概念である。具体的にトーラスやオービフォルドコンパクト化において、詳しく解析が為されてきた。この研究では、より一般的なCalabi-Yau多様体においてもモジュラー対称が存在し、湯川結合がモジュラー形式で与えられることを示した。
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物理定数の時間変化とビッグバン元素合成の整合性（瀬戸治、戸田陽）
電子質量と微細構造定数が時間変化するシナリオについて、ビッグバン元素合成での軽元素合成の成否を研究した。
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低エネルギーでのレプトジェネシス（瀬戸治）
量子補正によって小さなニュートリノ質量を説明する模型において 100 GeV 程度の質量の右巻きニュートリノによりレプトジェネシスが出来ることを示した。
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軽い暗黒物質（瀬戸治）
軽いスカラー暗黒物質の非熱的生成シナリオを提案した。
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Bi-Ljゲージ理論（瀬戸治）
異なる世代のクォークとレプトンにゲージ相互作用する素粒子模型で、暗黒物質とミューオン異常磁気能率のズレが説明できることを示した。
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３．成果発表（レフェリー制のあるジャーナルには ＊ 印を付ける）＜原著論文＞%%%%
S.Kikuchi, T.Kobayashi, K.Nasu, S.Takada, H.Uchida,“Quark mass hierarchies and CP violation in A4xA4xA4 modular symmetric flavormodels”JHEP07(2023)134 *%%%%
Y.Abe, T.Higaki, J.Kawamura, T.Kobayashi,“Quark and lepton hierarchies from S4’modular flavor symmetry”
Phys. Letts. B842(2023)137977 *%%%%
Y.Abe, T.Higaki, F.Kaneko, T.Kobayashi, H.Otsuka“Moduli inflation from modular flavor symmetries”
JHEP 06(2023)187 *%%%%
S.Kikuchi, T.Kobayashi, K.Nasu, S.Takada, H.Uchida,“Zero-modes in magnetized T6/ZN orbifold models through Sp(6,Z) modular symmetry”

Phys. Rev. D108(2023)3,036005*%%%%
Y.Abe, T.Higaki, J.Kawamura, T.Kobayashi,“Fermion hierarchies in SU(5) grand unification from Gamma6’modular flavorsymmetry”, JHEP08(2023)097 *%%%%
S.Kikuchi, T.Kobayashi, K.Nasu, Y.Yamada,“Moduli trapping mechanism in modular flavor symmetric models”
JHEP08(2023)081 *%%%%
S.Kikuchi, T.Kobayashi, K.Nasu, S.Takada, H.Uchida,“Modular symmetry in magnetized T2g torus and orbifold models”
Phys. Rev. D109(2024)6,065011 *%%%%
T.Kobayashi, T.Nomura, H.Okada, H. Otsuka,“Modular flavor models with positive modular weights: a new lepton model building”
JHEP01(2024)121 *%%%%
T.Kobayashi, K.Nasu, R.Sakuma, Y.Yamada,“Radiative correction on moduli stabilization in modular flavor symmetric models”
Phys. Rev. D108(2023)11,115038 *%%%%
K.Ishiguro, T.Kai, T.Kobayashi, H.Otsuka,“Flux landscape with enhanced symmetry not on SL(2,Z) elliptic points”
JHEP02(2024)099%%%%%%
Nobuchika Okada, Osamu Seto.
``Intergenerational gauged B-L model and its implication to the muon g-2 anomaly
and thermal dark matter'',＊Phys. Rev. D 108, no.8, 083504 (2023).
%%%%%%
Ki-Young Choi, Jinn-Ouk Gong, Junghoon Joh, Wan-Il Park, Osamu Seto.

``Light cold dark matter from non-thermal decay'',＊ Phys. Lett. B 845, 138126 (2023).
%%%%%%
Osamu Seto, Tetsuo Shindou, Takanao Tsuyuki.
`` Low-scale leptogenesis and dark matter in a three-loop radiative seesaw model'',＊ Phys. Rev. D 108, no.5, 055002 (2023).
%%%%%%
Osamu Seto, Tomo Takahashi, Yo Toda.
``Variation of the fine structure constant in light of recent helium abundance
measurement'',＊ Phys. Rev. D 108, no.2, 023525 (2023).
%%%%%%
Osamu Seto, Yo Toda.
``Big bang nucleosynthesis constraints on varying electron mass solution to theHubble tension'',＊ Phys. Rev. D 107, no.8, 083512 (2023).
%%%%%%
K.Asai, A.Das, J.Li, T.Nomura, O.Seto,“Probing for chiral Z’gauge boson through scattering measurement experiments”
Phys. Rev. D109(2024)7, 075026 *%%%%%
A.Das, Y.Orisaka,“Z’ induced forward dominant processes in muTristan experiment”
Phys. Lett.B851(2024)138577 *%%%%＜会議抄録等＞＜著書＞《単著》《共著》《編著》
４-１．学術講演（国際学会・国際シンポジウム）（発表者に ＊ 印を付ける）（開催年月日を入れる）＜基調講演＞＜招待講演＞%%%%
小林達夫*“Modular weights of matter fields in LEEFT from type II string theory”

The string pheno 2023 coference, IBS, Daejon, South Korea, July 3-7, 2023%%%%
瀬戸 治＊、戸田 陽``Constraints on the variation of the electron mass by cosmic microwave backgroundand big bang nucleosynthesis''19th International Conference of Computational Methods in Sciences and Engineering、イラクリオン、ギリシャ、2023 年 5 月 23－26 日%%%%%%%
瀬戸 治＊``The type-II seesaw mechanism in alternative gauged $U(1)_X$ and dark sector''
2023 Winter-II NRF-JSPS Workshop in particle physics, cosmology, and gravitation、ソウル、韓国、2023 年 2 月 6－8 日%%%%%%%
Arindam Das*
“Connecting energy, intensity and cosmic frontier through neutrinos”
CEPC workshop, Fudan University, China%%%%＜一般講演＞《口頭発表》%%%%
瀬戸 治＊、進藤哲央、露木 孝尚``Weak-scale leptogenesis in a radiative seesaw model''International Symposium on Cosmology and Particle Astrophysics 2023、香港、中国、
2023 年 11 月 10－13 日

%%%%%%%
岡田宣親、瀬戸 治＊``The type-II seesaw mechanism in alternative gauged $U(1)_X$ and dark sector''
17th International Workshop on the Dark Side of the Universe、キガリ、ルワンダ、
2023 年 7 月 10－14 日%%%%%%%
瀬戸 治＊``Lepton flavor violation and DM constraints in a radiative seesaw model''6th International Workshop on Higgs as a Probe of New Physics 2023 (HPNP2023) 、大阪、2023 年 6 月 5－9 日%%%%%%%
Arindam Das *“Probing energy, intensity and cosmic frontiers through light Z-prime”
Brookhaven forum 2023, Brookhaven National Lab., Oct. 5, 2023
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戸田陽＊
“Electron mass variation from dark sector interaction and compatibility with cosmologicalobservation”
PASCOS 2023, UC Irvine, 2023 年６月２７日%%%%戸田陽＊“Varying electron mass solution to the Hubble tension and Big Bang Nucleosynthesis”
Gravity meeting, Portsmouth University, 2024 年２月１２日%%%%高田翔平＊“Phenomenology in magnetized orbifold models”
The string pheno 2023 coference, IBS, Daejon, South Korea, July 3-7, 2023%%%%
《ポスター発表》
４-２．学術講演（国内学会・国内その他）（発表者に ＊ 印を付ける）＜招待講演＞＜一般講演＞《口頭発表》%%%%
小林達夫＊“Modular weights of chiral matter fields from string compactification”

the workshop “Particle Physics and Cosmology from String Compactifications”
Sapporo, Japan, Sep. 5-6, 2012%%%%
小林達夫＊“Unifiedunderstandingofinteractionsandquarks/leptonsfromstringcompactifications”
the workshop “Particle Physics and Cosmology from String Compactifications; 2ndmeeting”, Tokyo, Japan, Feb. 26-29m, 2024%%%%%%%
瀬戸 治＊``物理定数の定数性と宇宙論''
Aso workshop on Particle Physics and Cosmology 2023、阿蘇、2023 年 11 月 12－15 日%%%%%%%
瀬戸 治＊``Lepton flavor violation and DM constraints in a radiative seesaw model''Kagoshima Workshop on Particles, Fields and Strings 2023、鹿児島、2023 年 2 月 19－22 日%%%%%%%
菊地渉太＊“Quark mass hierarchies and CP violation in Sp(6,Z) modular symmetric flavor models”
the workshop “Particle Physics and Cosmology from String Compactifications”
Sapporo, Japan, Sep. 5-6, 2012%%%%菊地渉太＊、小林達夫、那須海渡、高田翔平、内田光“A4xA4xA4 モジュラー対称フレーバーモデルにおけるクォーク質量階層性とCPの破れ”
日本物理学会第 78 回年次大会（東北大学），2023 年 9 月 17 日%%%%菊地渉太＊“CP phase in modular flavor models and discrete Froggatt-Nielsen models”
the workshop “Particle Physics and Cosmology from String Compactifications; 2ndmeeting”, Tokyo, Japan, Feb. 26-29m, 2024
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那須海渡*

“Radiative moduli stabilization in modular flavor symmetric models”
the workshop “Particle Physics and Cosmology from String Compactifications”
Sapporo, Japan, Sep. 5-6, 2012%%%%
佐久間陸、菊地渉太、小林達夫、那須海渡＊、高田翔平、山田悠介“Moduli stabilization in modular flavor symmetric models”
日本物理学会第 78 回年次大会（東北大学），2023 年 9 月 16 日%%%%那須海渡＊“Spontaneous CP violation in modular flavor symmetric models”
the workshop “Particle Physics and Cosmology from String Compactifications; 2ndmeeting”, Tokyo, Japan, Feb. 26-29m, 2024%%%%
瀬戸治、高橋智、戸田陽＊“微細構造定数の時間変化に関する最新の BBN 制限”
日本物理学会第 78 回年次大会（東北大学），2023 年 9 月 18 日%%%%Supriya Pan、瀬戸治、高橋智、戸田陽*ステライルニュートリノと H0 & S8 tensions
日本物理学会（オンライン）２０２４年３月２１日%%%%高田翔平＊“manenetized T6/ZN models”
the workshop “Particle Physics and Cosmology from String Compactifications”
Sapporo, Japan, Sep. 5-6, 2012%%%%
菊地渉太、小林達夫、那須海渡、高田翔平*“高次元コンパクト空間上のCP対称性の破れ”
日本物理学会第 78 回年次大会（東北大学），2023 年 9 月 18 日%%%%高田翔平＊

“wave functions and Yukawa couplings in magnetized T6 model”
the workshop “Particle Physics and Cosmology from String Compactifications; 2 ndmeeting”, Tokyo, Japan, Feb. 26-29m, 2024%%%%
小林達夫、那須海渡、大塚啓、高田翔平＊、内田光“オービフォルドコンパクト化における局所モードに関する解析”
日本物理学会（オンライン）２０２４年３月２０日《ポスター発表》
５．国際学会および国際シンポジウムの組織で（開催年月日を入れる）＜主催（委員長）＞＜組織・運営委員＞＜座長＞
６．在外研究７．科研費、助成金等の取得状況%%%%
小林達夫(研究代表者)
基盤研究（C）一般2023-2027 “コンパクト空間の幾何学とフレーバー構造、およびＣＰの破れにつていの研究” ７０万円
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菊地渉太
特別研究員奨励費“超弦理論のトーラスコンパクト化モデルによる素粒子標準模型のフレーバー構造の再現” ８０万円%%%%
８．その他