Study of vacuum structure based on the classification of dark matter models

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K03867
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 15010:Theoretical studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
• Research Institution: Kindai University
• Principal Investigator: Omura Yuji 近畿大学, 理工学部, 准教授 (00772097)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 暗黒物質 / LHC実験 / フレーバー物理 / 対称性の破れ

Outline of Final Research Achievements

There are many candidates for dark matter. In this research, many kinds of dark matter (DM) models are constructed, and physics induced by DM and other extra particles is studied in each model. In particular, we focus on the DM models where DM interacts with leptons via the weak coupling and Yukawa couplings. We look for the parameter space consistent with the latest experimental results, and discuss the future prospects in future experiments. In addition, the signals, that are deviated from the Standard Model predictions, are also studied in the DM models with extra scalars that contribute to symmetry breaking. Based on the results, we discuss the vacuum structure of our universe.

Free Research Field

素粒子物理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年の宇宙観測により、暗黒物質(DM)の存在が明らかになってきた。その一方で、DMの正体、物理的性質は未だにわかっておらず、その謎の解明のために数多くの研究が行われている。近年のDMの直接観測実験などによりDMの性質に非常に強い制限が強く課せられている。また、DM模型だけでなく標準模型の理論的問題から新物理の有力候補であった理論の多くが、近年の実験結果により棄却されている。本研究は、この現状を踏まえ、現象論的なDM模型を包括的に研究し、最新の実験結果と照らし合わせ、　DMの正体と標準模型の背後にある理論を考える方向性として、どの道が正しいかを明らかにする。