暗黒物質の特性解明へ向けた有効場の理論からのアプローチ

• Project/Area Number: 24K17040
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 15010:Theoretical studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
• Research Institution: Ibaraki University
• Principal Investigator: 山下 公子 茨城大学, 基礎自然科学野, 助教 (10980831)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2029-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2028: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2027: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2026: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
• Keywords: 暗黒物質 / 有効場の理論 / 素粒子理論 / 素粒子標準理論を超える新物理 / 初期宇宙

Outline of Research at the Start

ヒッグスボソンが発見され、素粒子物理学の標準理論が確立されたが、天体や宇宙の観測から標準理論を超える物理の確かな証拠が集まっている。その中でも暗黒物質の存在とインフレーションを説明することは、基本的かつ挑戦的な課題である。

本研究では暗黒物質の一貫したモデルとその検出方法を有効場の理論を用いた観点から提案したい。暗黒物質の特性を明らかにするための理論として、質量の大きい未知の新粒子をあらわに含まない、より一般的なSMの素粒子と暗黒物質の場を演算子とした有効場の理論を用いたアプローチを取る。そして最近の理論的方法と融合させることで暗黒物質の現象からどの新粒子が存在しうるかを明らかにする。