2020 Fiscal Year Research-status Report
初期宇宙における再加熱過程を通じた高エネルギー物理の探査
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18K03609
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
中山 和則 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (90596652)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 暗黒物質 / アクシオン / インフレーション / 重力波 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1) 標準模型粒子と直接相互作用を持たないような暗黒物質の生成機構について、近年広く研究されている。今回の研究では軽いベクトル暗黒物質のコヒーレント振動模型について詳細に調べ、これまでに知られている全ての模型が理論的な矛盾を含むか、もしくは宇宙背景放射の観測から棄却されることを示した。これによりベクトル暗黒物質模型の絞り込みに成功した。(2) 宇宙初期のインフレーションにおいて超長波長の背景重力波が生成されることは知られていたが、さらに再加熱期においても量子論的な重力子生成が起こり、これが現在の背景重力波の短波長成分に寄与することを示した。(3) B-Lゲージ対称性模型は右巻きニュートリノを含み、ニュートリノ質量や宇宙のバリオン数生成を説明することができる。ここで右巻きニュートリノのB-L電荷について、通常とは異なる代替B-Lゲージ対称性模型がある。この代替模型は現象論的に無矛盾であるためには複数のB-Lヒッグス場を導入するなど模型が複雑化することが知られていたが、我々は単一のB-Lヒッグス場しか含まない最もシンプルな代替B-Lゲージ対称性模型の構築に成功した。さらにこの模型では２つの右巻きニュートリノの質量が縮退するといった特徴的な予言を行った。(4) 磁性体中のマグノンと呼ばれるスピン波の集団励起モードを用いた軽い暗黒物質検出方法、特にアクシオン暗黒物質およびhidden photon暗黒物質について調べ、将来的な感度を見積もった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
インフレーションと再加熱の物理、それに伴う諸現象について意義のある研究ができ、それらを順調に論文として発表することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き再加熱の物理の理解を進める。また暗黒物質の検出方法について新たなアイデアを提唱していきたい。
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| Causes of Carryover |
世界的なコロナ禍にあたり、研究会出張の機会をなくしたことによる。新たな分野を学ぶための書籍の購入に充てたい。
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