2009 Fiscal Year Annual Research Report
ビッグバン元素合成におけるスタウ原子衝突による触媒核融合反応
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20540385
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
木野 康志 Tohoku University, 大学院・理学研究科, 准教授 (00272005)
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| Keywords | エキゾチック原子分子 / 原子衝突 / 少数多体系 / 原子核反応 / ビッグバン宇宙論 / 超対称性理論 |
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| Research Abstract |
スタウは超対称性理論においてその存在が予言されているタウ粒子の超対称性パートナーであり、2009年秋に実験が再開した欧州合同原子核研究機構(CERN)の大型ハドロン型加速器(LHC)において発見が期待されている粒子の一つである。1,000秒以上の長寿命と100GeV/c^2以上(陽子の100倍以上)の質量を持つ事が予想されている。原子・分子の視点からは、負電荷のスタウ(以降X^-と略す)はクーロン相互作用により原子核と結合してエキゾチック原子分子を形成する。本研究では、X^-がビッグバン直後に生成し、その後に起るビッグバン元素合成(BBN)に与えた影響を精密な原子衝突理論を基に検証し、BBNが抱える諸問題や、未知粒子であるX^-の諸性質について、初期宇宙の元素分布の観測値との比較から制限を与える事を目指す。
平成21年度は、昨年度に引続きスタウ原子衝突による^6Li(または^7Li)の生成(または分解)反応の計算を行い、スタウ原子衝突を考慮する事によりBBNにおける「Li問題」を解決することが出来る事を示した。
また、ビッグバンから数百時間後にX^-と陽子によって生成されるpX^-が次々に原子核反応を引き起こし、BBNのシナリオが大きく書き換えられる可能性がある事が簡単な近似計算により2008年夏に指摘された。我々は、精密な理論計算を行い、この効果は非常に小さい事を定量的に示した。
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