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アクシオン模型に基づいた標準模型を超える物理の探索

Research Project

Project/Area Number 22KJ0559
Project/Area Number (Other) 21J20445 (2021-2022)
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeMulti-year Fund (2023)
Single-year Grants (2021-2022)
Section国内
Review Section Basic Section 15010:Theoretical studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

金澤 慶季  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2023-03-08 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2023: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2022: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Keywordsアクシオン / ワームホール / 重力
Outline of Research at the Start

2012年のヒッグス粒子の発見をもって素粒子標準模型が完成した。標準模型はほぼ全ての自然現象を説明することができる優れた理論だが、依然として様々な問題を残している。標準模型が抱える最も困難な理論的問題の一つが強いCP問題であり、その解決策の有力候補が未知粒子アクシオンである。アクシオン模型における現象論や宇宙論に関する研究を行う。また、将来のアクシオン直接探索実験への予言を行う。

Outline of Annual Research Achievements

素粒子の標準模型はQCDのシータ項に由来する強いCP問題を抱える。その解決策の有力候補として未知粒子アクシオンが予言された。重力の効果を考慮するとアクシオンによる強いCP問題の解決策は機能しなくなってしまう可能性があり、クオリティ問題として知られている。本研究ではクオリティ問題を引き起こす原因としてワームホールに注目して、アクシオン模型に対する影響を調べた。ミニマルな重力理論を拡張した模型について実際にワームホール解を計算して、有効的なシータ角を見積もった。本研究では、重力とPQスカラー場の非最小結合とリッチスカラーの2乗をミニマルな理論に加えた模型について議論した。先行研究から期待されるように、重力理論を拡張することでワームホールによるPQ対称性の破れの大きさは変化することが示された。特に、重力との非最小結合を加えることでクオリティ問題を回避できる可能性があることを示した。計量形式とPalatini形式における違いについても議論した。本研究はワームホールによるPQ対称性の破れに関する新たな理解を与えている。

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2022 2021 Other

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

  • [Int'l Joint Research] Yonsei University(韓国)

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Journal Article] Axion quality problem alleviated by nonminimal coupling to gravity2022

    • Author(s)
      Hamaguchi Koichi、Kanazawa Yoshiki、Nagata Natsumi
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 105 Issue: 7 Pages: 076008-076008

    • DOI

      10.1103/physrevd.105.076008

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Observing axion emission from supernova with collider detectors2022

    • Author(s)
      Asai Shoji、Kanazawa Yoshiki、Moroi Takeo、Sichanugrist Thanaporn
    • Journal Title

      Physics Letters B

      Volume: 829 Pages: 137137-137137

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2022.137137

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Observing Axion Emission from Supernova with Collider Detectors2022

    • Author(s)
      金澤慶季
    • Organizer
      ECFA HF WG1: 1st Workshop of the WG1-SRCH group
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Solution to Axion Quality Problem by Non-Minimal Gravitational Coupling2022

    • Author(s)
      金澤慶季
    • Organizer
      KEK-PH2022 and International Joint Workshop on the Standard Model and beyond
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] PQ スカラー場と重力の非最小結合による U(1) クオリティ問題の解消2022

    • Author(s)
      金澤慶季
    • Organizer
      日本物理学会 第 77 回年次大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 複素スカラー場の動径成分と重力の結合による U(1) クオリティ問題の解消2021

    • Author(s)
      金澤慶季
    • Organizer
      原子核三者若手夏の学校 2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 複素スカラー場の動径成分と重力の結合による U(1) クオリティ問題の解消2021

    • Author(s)
      金澤慶季
    • Organizer
      基研研究会 素粒子物理学の進展 2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report

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Published: 2021-05-27   Modified: 2024-12-25  

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