2021 Fiscal Year Research-status Report
軽いゲージ粒子をとおして探るニュートリノ質量と暗黒物質の起源
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18K03651
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| Research Institution | University of Miyazaki |
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Principal Investigator |
下村 崇 宮崎大学, 教育学部, 准教授 (00447278)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | フレーバー対称性 / 暗黒光子 / フレーバーの破れ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
フレーバー対称性を持つ模型の構築と実験による検証可能性を明らかにした。またフレーバーを破る暗黒光子に対する実験的制限を明らかにした。
一つ目の成果は、Lμ-Lτゲージ対称性を持つ模型において、対称性を破るスカラー粒子のゲージ粒子対への崩壊を考え、それをLHC実験によってどの程度まで検証可能性かを明らかにした。この研究によりゲージ粒子質量がO(10)GeV程度、スカラー粒子の質量がO(100)GeV程度の時にこの様な崩壊を発見できうることを示した。この崩壊は対称性の破れの直接的な証拠であり、今後の更なる解析に繋げていきたいと考えている。
また、同様のLμ-Lτゲージ対称性を持つ模型にニュートリノの質量生成機構を導入した模型を考え、その模型の中でミュー粒子の異常磁気能率のずれとハッブル問題を同時に解決し得ることを示した。
二つ目に、A4モジュラーフレーバー対称性を持つ超対称模型において、対称性の破れがモジュラーのF項によって与えられる場合を考えた。F項の破れによりフレーバーの破れ方にあるパターンが存在し、かつそれがモジュラーフォームによって規定さることを明らかにした。さらに予言されるレプトンフレーバーが破れる崩壊の大きさを調べ、これまでの実験の制限を避けるためにはモジュライパラメーターの虚部に下限値が存在すること、超対称性粒子の典型的な質量が大体10TeV以上であることを明らかにした。これにより模型に含まれる暗黒物質も同程度の質量を持つ可能性を示した。
三つ目は、ニュートリノの質量の起源を考えると、新たなゲージ粒子およびスカラー粒子の崩壊にレプトンフレーバーを破る崩壊が現れることに着目し、そのような崩壊を理論的に解析した。これまでの実験結果をもとにそのような崩壊に対する制限を始めて与えた。
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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
ニュートリノの質量の起源に関しては当初目標としていたことは大体達成できた。FASER実験によるレプトンフレーバーの破れの検証に関しては現在論文を執筆中であり、暗黒物質に関しては現在論文を投稿中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度中に当初予知していた研究はある程度できたので、その結果をもとにFASER実験でレプトンフレーバーの破れの検証と暗黒物質の検証についてより詳細な解析を行なっていく。
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| Causes of Carryover |
世界的な新型コロナウイルス感染拡大の影響により、予定していた国内外の研究会や会議、共同研究者との研究打ち合わせを 現地で行う事ができなかったため、その分の旅費を翌年度に繰り越す事となった。
繰り越し分は今年度の後半に予定している研究打ち合わせの出張に当てる予定である。
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