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最新の素粒子実験及び宇宙観測に基づく初期宇宙論の展開

Research Project

Project/Area Number 18J00540
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
Research InstitutionHigh Energy Accelerator Research Organization

Principal Investigator

江間 陽平  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2018-04-25 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords暗黒物質 / インフレーション / カイラルアノマリー / 散乱振幅
Outline of Annual Research Achievements

今年度は、暗黒物質(DM)をはじめ様々な分野において研究を行った。
DMは少なくとも重力的に他の粒子と相互作用することが分かっているため、筆者は共同研究者とともに重力の影響のみからDMが生成される場合について議論した。特にDMの質量がインフラトン質量よりも小さい場合にはインフラトン振動期にDMを効率的に生成可能であることを示した。また別のシナリオとして、DMが電弱相互作用を有する場合に電弱精密測定を通してこの粒子を間接的に探索する可能性を議論した。この他、筆者は共同研究者とともに、DMと銀河内の宇宙線電子との散乱により生成されたDM fluxを、ニュートリノ実験にて観測する手法を提案した。DMが軽いほど銀河内数密度は高いため、この探索方法はDMが軽い場合に有効である。また通常のDM直接探索と異なり DM が相対論的であるため、異なるkinematic regimeを探索可能であり相補的である。
また散乱振幅に関する研究も行った。散乱振幅のユニタリティなどの性質から、有効理論のある種の項の係数に対して制限を得られることが知られている。筆者は共同研究者とともにケーラーポテンシャルの四次項の係数に対する制限を議論した。この符号は一般には決まらないが、ある符号を取ることは考えられる紫外補完に対し制限を与えることを示した。
他にもインフレーションに関する研究も行った。特にクロモナチュラルインフレーションと呼ばれる、インフレーション中に ゲージ場が一様等方な背景場を持つ模型におけるフェルミオン生成について議論した。この模型ではカイラルアノマリー方程式からそれに対応した粒子が生成されることが予想されるが、筆者は共同研究者とともに粒子生成を具体的に計算し、その結果がアノマリー方程式を満たすことを陽に確認した。また粒子生成のバックリアクションを議論し、これが無視可能であることを確認した。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results) Presentation (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] ドイツ電子シンクロトロン(ドイツ)

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Journal Article] Probing electroweakly interacting massive particles with Drell?Yan process at 100 TeV hadron colliders2019

    • Author(s)
      Chigusa So、Ema Yohei、Moroi Takeo
    • Journal Title

      Physics Letters B

      Volume: 789 Pages: 106-113

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2018.12.011

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Light Dark Matter at Neutrino Experiments2019

    • Author(s)
      Ema Yohei、Sala Filippo、Sato Ryosuke
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 122 Issue: 18

    • DOI

      10.1103/physrevlett.122.181802

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Chiral Anomaly and Schwinger Effect in Non-Abelian Gauge Theories2019

    • Author(s)
      Domcke Valerie, Ema Yohei, Mukaida Kyohei, Sato Ryosuke
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: - Issue: 3

    • DOI

      10.1007/jhep03(2019)111

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Production of purely gravitational dark matter2018

    • Author(s)
      Ema Yohei、Nakayama Kazunori、Tang Yong
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 2018 Issue: 9 Pages: 135-135

    • DOI

      10.1007/jhep09(2018)135

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Unitarity constraint on the K?hler curvature2018

    • Author(s)
      Ema Yohei、Kitano Ryuichiro、Terada Takahiro
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 2018 Issue: 9 Pages: 075-075

    • DOI

      10.1007/jhep09(2018)075

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Probing EWIMPs with Drell-Yan process at 100 TeV colliders2019

    • Author(s)
      Yohei Ema
    • Organizer
      Mini-Workshop on Theory in HEP program at Hong-Kong University of Science and Technology
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2018-05-01   Modified: 2024-03-26  

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