2020 Fiscal Year Research-status Report
Study of extended standard models based on new physics at intermediate scales
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18K03644
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
末松 大二郎 金沢大学, 数物科学系, 教授 (90206384)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | neutrino mass / dark matter / baryon number asymmetry / inflation |
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| Outline of Annual Research Achievements |
右巻きニュートリノ質量の起源を与え、かつインフレーションの起源をもたらす実１重項スカラー場を輻射ニュートリノ質量模型に導入することにより拡張模型を構成し、ニュートリノ振動に関する実験データやインフレーションに関わるCMBの観測データを満たすことを条件として課しつつ、その現象論的諸性質について調べた。特に実１重項スカラー場の質量が暗黒物質候補となる不活性２重項スカラーとの間で共鳴条件を満たす領域にある場合に注目し、暗黒物質探索やバリオン数生成への影響について検討し、暗黒物質の対消滅による太陽中心からの単一エネルギーのニュートリノや銀河中心や矮小楕円銀河からの単一エネルギー光子の観測可能性についての解析結果を与えた。さらに10の９乗GeVより低いエネルギースケールでのレプトジェネシスの実現可能性についての指摘を行った。また、標準模型におけるCP対称性の破れに関わる課題について、自発的CP対称性の破れを想定するNelson-Barr模型とPeccei-Quinn機構に基づくaxion模型を組み合わせ、強いCPの破れ問題を回避しつつ、小林・益川行列のCP位相とPMNS行列のCP位相を同時に導ける模型を提案した。さらにその模型で標準模型のCP問題に解を与えつつ、ニュートリノ振動や暗黒物質についての実験結果の説明を可能とするパラメータ領域において、CP問題解決のために導入した場の働きにより低エネルギースケールにおけるレプトジェネシスの実現が可能であることを示し、宇宙のバリオン数生成に関して模型に基づく定量的予言を与えた。これらの研究成果は既に論文として発表され、雑誌に掲載済みである。
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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
中間エネルギースケールの代表的物理現象として、インフレーションと右巻きニュートリノ質量の生成、強い相互作用におけるCP対称性の破れの問題などが考えられる。これらの問題を標準模型におけるCPの破れの起源と関連づける可能性について検討を進めている。複数の1重項スカラーとベクトル型のフェルミオンを持つ高エネルギー領域での模型を考え、その有効理論として輻射ニュートリノ質量模型が導出される拡張模型を構成し、その現象論的特性について研究を進めている。特にインフレーションやCP対称性の破れの起源、ニュートリノ質量などからの模型のパラメータへの制限を考慮に入れたうえで、模型の現象論的特徴の検討を行っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
中間エネルギースケールで期待される新物理の一つとして、インフレーションとそれに伴う宇宙の再加熱に注目し、他の現象論的課題との関係に配慮するという視点から改めて検討を進める。また、ニュートリノ質量生成とレプトジェネシスは中間エネルギースケールで期待される最重要な新物理であり、標準模型を超える模型考察の際に重要な足場となるという観点を重視し研究を進める。各種のニュートリノ質量生成模型において現れる得る新たなニュートリノの相互作用に着目し、それらがニュートリノ振動やレプトンフレーバーを破る現象に与える影響、さらには暗黒物質などとの関連について定量的な評価をおこなう。また、それらの実験・観測結果との比較から模型の選択を行う可能性について検討を進める。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍により予定していた海外出張等が実施できなかったことによる。オンラインによる会議への出席などのためのデジタル機器の充実、計算資源の充実などを中心に使用計画を立てる。
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