2022 Fiscal Year Annual Research Report
Study of the origin of neutrino mass and dark matter through light gauge boson
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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 | 暗黒物質 / レプトンフレーバーの破れ / 暗黒光子 / 軽い新粒子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度は暗黒物質とニュートリノ質量生成によって生じるレプトンフレーバーの破れに関する研究を行った。暗黒物質に関しては、統一理論に動機づけられたB-L対称性を持つ模型を考え、その模型でステライルニュートリノが暗黒物質になるシナリオを調べた。これまで見落とされていた衝突項とゲージ粒子の縦波項を考慮に入れた解析を行い、模型の許容領域が従来のそれから大きく変更される事を明らかにした。これによりこの模型での暗黒物質の可能性について検証するべきパラメーターを明らかにした。
またレプトンフレーバーの破れに関しては、ニュートリノの質量生成に伴って一般にレプトンフレーバーの破れが新粒子の崩壊に現れる事に着目し、軽い新粒子の崩壊に対する検証可能性を調べた。特に現在進行中のFASER実験での検証を想定し、数GeV以下の質量と4つの相互作用型に対して検証可能領域を明らかにした。この結果により、ニュートリノの質量生成機構を持つ模型を軽い新粒子の崩壊を通してどこまで取捨選択できるかを明らかにした。
研究全体を通してミュー粒子の異常磁気能率を動機としたLmu-Ltau対称性を持つ模型に対して、ニュートリノ三重生成過程を通した検証可能性を明らかにし、また宇宙観測から示唆されるデータの不整合を説明する模型を構築した。さらにB-L対称性を持つ模型でステライルニュートリノ暗黒物質を考え、ニュートリノ測定器での検証可能性を明らかにし、新たな生成過程を取り入れて許容領域を明らかにした。またFASER実験での暗黒光子や軽いゲージ粒子の生成に関して、質量生成に関連するスカラー粒子の効果を取り入れった解析を行なった。
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