2021 Fiscal Year Research-status Report
Dark matter search unifying theory, gamma-ray and optical observations
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19K23446
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
廣島 渚 富山大学, 学術研究部理学系, 助教 (60845741)
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| Project Period (FY) |
2019-08-30 – 2023-03-31
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| Keywords | 暗黒物質 / 構造形成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
理論・ガンマ線観測・可視光観測を一本化した暗黒物質探査に関連して、関連分野の研究者と継続的に議論を行い計算を進めた。本研究では暗黒物質の正確な理解を得るためにの3つの研究(a)解析的手法による暗黒物質サブハロー分布の決定(b)可視光観測による矮小楕円銀河質量分布の決定(c)フェルミ衛星データを用いたガンマ線解析を連携している。2021年度はこのうち(a)および(c)についての重要な関連研究と位置付けられる、チェレンコフテレスコープアレイ(CTA)計画での暗黒物質対消滅シグナル探査可能性に関する研究を主に進めた。
(a)に関連しては、ガンマ線観測に基づく探査と相補的な比較的高赤方偏移での暗黒物質対消滅による観測量への効果を求めた。z＝10程度の甲赤方偏移領域において、小スケールの暗黒物質構造を考慮するの解析的モデルとN体計算の差異を定量化し、この領域における解析的モデルの限界も定量化した。
(c)に関連して、フェルミ衛星の観測で狙うO(100)GeV以上の質量領域までの評価を考える上で鍵となるのがCTAプロジェクトである。申請者はこのプロジェクトに参加しており、関連論文の投稿・出版には内部審査の過程を経る必要がある。そこで、内部のpublication office に連絡を取り、本研究計画の成果内容をnon-consortium scientific paper として発表するためのタイムライン及び条件付けを議論した。
(b)に関連しては、可視光観測・データ解析の専門家と複数回の議論を行った。対面での議論も実現し、Weakly Interacgting Massive Particleの対消滅断面積への統計誤差の波及効果、および他の暗黒物質モデルに与える示唆の可能性についても検討した。
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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
本研究の主題である、ガンマ線観測と可視光観測の一本化による暗黒物質探査について、次世代ガンマ線観測プロジェクト(チェレンコフテレスコープアレイ、CTA)での感度に言及する論文についてはすべて内部の査読プロセスを踏む必要がある。具体的にCTA内部のSpeaker and Publication officeおよびdark matter and extotic physics sicence groupに研究内容を諮り、感度評価の完了後に論文投稿を可能とする段取りをつけた。テスト計算も行っている。
また、観測プロジェクトと独立に進められる成果として、ガンマ線で探査可能なパラメータ領域と相補的な領域について検証可能な電波観測に注目し、電波の次世代実験での炭酸ついても成果をまとめて論文として発表した点で進展があった。
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| Strategy for Future Research Activity |
可視光での矮小楕円銀河観測結果を反映したCTAでの感度評価論文の出版に向け、シミュレーションデータの解析を進める。
可視光観測からのエラーを整合的・統一的取り扱いでガンマ線での探査に反映させ、暗黒物質対消滅断面積の制限に与える影響を評価することも進める。フェルミ衛星のガンマ線観測に基づく探査に重要となるJ因子の評価をアップデートする。
新型コロナウイルス関連の制限により、過年度は関連研究者との対面議論が限られた部分があった。オンラインでの議論用の環境改善も進めたため、今後より加速的に研究を遂行する。また、対面での議論可能な時期も増えつつあり、この機会も生かしていく。
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| Causes of Carryover |
2020年度から継続して海外・国内の出張が困難であった。本研究の遂行においては、ガンマ線観測の装置を有しているヨーロッパおよび北米との連携・共同が不可欠である。オンラインでの学会参加等を通し研究は進められたが、旅費等の支出は研究計画当初と大幅に異なったものになった。
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Research Products
(8 results)
