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2012 Fiscal Year Research-status Report

電荷を持つ超対称性粒子の宇宙論的検証

Research Project

Project/Area Number 23540327
Research InstitutionHigh Energy Accelerator Research Organization

Principal Investigator

郡 和範  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 研究機関講師 (50565819)

Keywords国際研究者交流 / アメリカ / イギリス
Research Abstract

長寿命の荷電重粒子(CHAMP)は、宇宙年齢が100 秒以降の宇宙初期に、軽元素との束縛状態を作ることが知られている。今回はCHAMPが数世代存在する、より具体的な素粒子モデルを調べた。そして、そうした世代間混合がビッグバン元素合成に与える影響を明らかにすることに成功した。CHAMP とその崩壊によって作られる中性のダークマター粒子との質量差が100MeV程度であるとき、始原ベリリウムの量を、束縛状態特有の反応により破砕し、観測値に合うように調整してくれる。CHAMP の具体的な理論モデルの候補として、超対称性理論に現れる、100GeVから数TeVの質量を持つ3世代荷電スカラーレプトンが考えられている。今回の成果はそれら荷電スカラーレプトンの世代間混合の情報を得たことに相当する。この結果は英文の査読付き専門誌(Kohri et al,Phys.Rev. D86 (2012) 095024, arXiv:1208.5533 [hep-ph]) に論文として発表した。
また、長寿命のCHAMPが存在した場合に、電磁的にプラズマに結合するため密度揺らぎの成長を阻害するという不思議な現象が予想されている。その銀河・銀河団などの大規模構造に与える影響を調べるためにN体シミュレーションを行った。この効果によりP作られる矮小銀河の数を観測される量にまで抑える機構として働くことを確認し、その条件をもとめた。これは一般的にN体計算の予言では矮小銀河の数が観測より多すぎるという問題に解答を与える可能性がある。この成果を英文の査読付き専門誌に論文(A. Kamada etal, 2012 JCAP in press, arXiv:1301.2744[astro-ph.CO]) として発表した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

達成度は80%である。
2つのテーマを研究の柱としてきた。一つ目は長寿命の荷電重粒子(CHAMP)が元素合成に与える影響の精査。二つ目はCHAMPが銀河・銀河団などの大規模構造に与える影響を精査することである。一つ目のテーマについて、本科研費が始まるまえから取り組んできたテーマであるので、これまでの研究の延長として順調に年1本のペースで論文発表をしてきた。2つ目のテーマについて、【研究実績の概要】にも触れたように、本年度にようやく論文にまとめる顕著な成果が出たことが大きい。これはN体シミュレーションの専門家に共同研究をお願いしたことにより進展したためである。

Strategy for Future Research Activity

次年度は最終年度にあたるので、これまで得られた成果をまとめる論文の執筆の活動が中心となる。目標としていたのは、長寿命の超対称性荷電粒子が、宇宙論に与えるあらゆる影響について精査し、現在得られている観測を使って、その性質を制限することである。そして、得られた制限を満たす理論のモデルパラメーター領域を使って、その背後にある未知の理論を探る足がかりにする。
具体的には、観測に抵触しないように、寿命と初期宇宙での存在量という性質について、制限を加える。使う予定の観測は、宇宙背景放射、銀河・銀河団などの大規模構造、ライマンαクラウドの個数分布、ビッグバン元素合成時の軽元素量である。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

次年度使用額が発生した状況: 購入予定だったコンピューター周辺機器の発売が遅れたため、次年度使用に回します。
翌年度分として請求した助成金と併せた使用計画:主に海外への渡航費が中心になる。
フィンランド・ヘルシンキ国際会議参加 400,000円, 台湾国際会議参加   300,000円
残りを計算機の周辺機器に使う予定である
ソフトウェア 200,000円, その他小物 200,000円

  • Research Products

    (28 results)

All 2013 2012

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (22 results) (of which Invited: 18 results)

  • [Journal Article] Determination of neutrino mass hierarchy by 21 cm line and CMB B-mode polarization2013

    • Author(s)
      Yoshihiko Oyama, Akie Shimizu and Kazunori Kohri
    • Journal Title

      Phys.Lett. B

      Volume: 718 Pages: 1186-1193

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2012.12.053

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structure of Dark Matter Halos in Warm Dark Matter models and in models with Long-Lived Charged Massive Particles2013

    • Author(s)
      Ayuki Kamada, Naoki Yoshida, Kazunori Kohri, Tomo Takahashi
    • Journal Title

      JCAP

      Volume: 1303 Pages: 008

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2013/03/008

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The hybrid curvaton2012

    • Author(s)
      Konstantinos Dimopoulos, Kazunori Kohri, and Tomohiro Matsuda
    • Journal Title

      Physicsl Review D

      Volume: 85 Pages: 123541

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.85.123541

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Gamma-ray flare and absorption in the Crab nebula: lovely TeV–PeV astrophysics2012

    • Author(s)
      Kazunori Kohri, Yutaka Ohira and Kunihito Ioka
    • Journal Title

      MNRAS

      Volume: 424 Pages: 2249-2254

    • DOI

      10.1111/j.1365-2966.2012.21388.x

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Observable Spectra of Induced Gravitational Waves from Inflation2012

    • Author(s)
      Laila Alabidi, Kazunori Kohri, Misao Sasaki, Yuuiti Sendouda
    • Journal Title

      JCAP

      Volume: 09 Pages: 017

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2012/09/017

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Allowed slepton intergenerational mixing in light of light element abundances2012

    • Author(s)
      Kazunori Kohri, Shingo Ohta, Joe Sato, Takashi Shimomura, Masato Yamanaka
    • Journal Title

      Phys.Rev. D

      Volume: 86 Pages: 095024

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.86.095024

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Dark Energy and Dark Matter2013

    • Author(s)
      郡 和範
    • Organizer
      沖縄科学技術大学院大学 セミナー
    • Place of Presentation
      沖縄科学技術大学院大学, 沖縄恩納村
    • Year and Date
      20130401-20130401
  • [Presentation] Gravitational wave, primordial black holes, large running spectral index in Type-III Hilltop inflation2013

    • Author(s)
      郡 和範
    • Organizer
      新学術領域「重力波天体」第1回シンポジウム
    • Place of Presentation
      大阪市立大
    • Year and Date
      20130301-20130301
  • [Presentation] 素粒子論的宇宙論2013

    • Author(s)
      郡 和範
    • Organizer
      札幌ウインタースクール2013
    • Place of Presentation
      北海道大学理学部物理学科 札幌キャンパス
    • Year and Date
      20130213-20130215
    • Invited
  • [Presentation] 宇宙論からの崩壊粒子への制限2013

    • Author(s)
      郡 和範
    • Organizer
      物理学科集中講義
    • Place of Presentation
      京都大学理学部物理学科素粒子論研究室
    • Year and Date
      20130117-20130117
    • Invited
  • [Presentation] Inflating curvaton2012

    • Author(s)
      郡 和範
    • Organizer
      国際会議「GC2012」
    • Place of Presentation
      京都大学基礎物理学研究所
    • Year and Date
      20121211-20121211
  • [Presentation] String axion cosmophysics2012

    • Author(s)
      郡 和範
    • Organizer
      KEK-CPGS 国際会議「AIU2013」
    • Place of Presentation
      KEK つくば
    • Year and Date
      20121106-20121106
    • Invited
  • [Presentation] Determination of neutrino mass hierarchy by 21cm and CMB B-mode polarization observation2012

    • Author(s)
      郡 和範
    • Organizer
      大阪大学素粒子論研究室セミナー
    • Place of Presentation
      大阪大学理学部物理学科 豊中キャンパス
    • Year and Date
      20121030-20121030
    • Invited
  • [Presentation] 宇宙論からの崩壊粒子への制限2012

    • Author(s)
      郡 和範
    • Organizer
      富山大学理論物理学研究室セミナー
    • Place of Presentation
      富山大学理学部物理学科 五福キャンパス
    • Year and Date
      20121012-20121012
    • Invited
  • [Presentation] Gravitational wave and primordial black holes in Hilltop inflation/Hilltop inflating curvaton2012

    • Author(s)
      郡 和範
    • Organizer
      立教大学宇宙物理学研究室セミナー
    • Place of Presentation
      立教大学宇宙物理学研究室
    • Year and Date
      20121009-20121009
    • Invited
  • [Presentation] Gamma-ray flare and absorption in Crab Nebula: Lovely TeV-PeV astrophysics2012

    • Author(s)
      郡 和範
    • Organizer
      CTA会議「高エネルギーガンマ線でみる極限宇宙2012」
    • Place of Presentation
      東京大学 宇宙線研究所
    • Year and Date
      20120926-20120926
  • [Presentation] Gravitational wave, primordial black hole, large running spectral index in Hilltop inflation/inflating curvaton2012

    • Author(s)
      郡 和範
    • Organizer
      KITPC Lecture Program
    • Place of Presentation
      Beijing China
    • Year and Date
      20120918-20120918
    • Invited
  • [Presentation] Determination of neutrino mass hierarchy by 21 cm line and CMB B-mode polarization observations2012

    • Author(s)
      郡 和範
    • Organizer
      KITPC Lecture Program
    • Place of Presentation
      Beijing China
    • Year and Date
      20120918-20120918
    • Invited
  • [Presentation] Big Bang Nucleosynthesis and New Physics2012

    • Author(s)
      郡 和範
    • Organizer
      COSMO12
    • Place of Presentation
      Beijing, China
    • Year and Date
      20120912-20120912
    • Invited
  • [Presentation] Gravitational wave, primordial black hole and running spectral index of CMB in Hilltop inflatoin models2012

    • Author(s)
      郡 和範
    • Organizer
      北海道大学 宇宙物理学研究室セミナー
    • Place of Presentation
      北海道大学 理学部物理学科 札幌キャンパス
    • Year and Date
      20120813-20120813
    • Invited
  • [Presentation] String axion astrophysics2012

    • Author(s)
      郡 和範
    • Organizer
      The 3rd UTQuest workshop ExDiP 2012
    • Place of Presentation
      帯広
    • Year and Date
      20120811-20120811
    • Invited
  • [Presentation] 私は誰の子?宇宙の子 - 宇宙のはじまりと未来のひみつ-2012

    • Author(s)
      郡 和範
    • Organizer
      全国七夕講演会2012
    • Place of Presentation
      つくばエキスポセンター
    • Year and Date
      20120707-20120707
    • Invited
  • [Presentation] 宇宙のダークエネルギーとはなにか2012

    • Author(s)
      郡 和範
    • Organizer
      KEK 公開講座
    • Place of Presentation
      KEK つくばキャンパス
    • Year and Date
      20120630-20120630
    • Invited
  • [Presentation] 宇宙のダークエネルギー2012

    • Author(s)
      郡 和範
    • Organizer
      総合大学院大学入試説明会講演会
    • Place of Presentation
      秋葉原コンベンションホール
    • Year and Date
      20120623-20120623
    • Invited
  • [Presentation] 宇宙のダークエネルギー2012

    • Author(s)
      郡 和範
    • Organizer
      総合大学院大学入試説明会講演会
    • Place of Presentation
      大阪梅田スカイビル
    • Year and Date
      20120612-20120616
    • Invited
  • [Presentation] ビッグバン元素合成研究の最前線2012

    • Author(s)
      郡 和範
    • Organizer
      東京理科大学理学部物理学科セミナー
    • Place of Presentation
      東京理科大学理学部物理学科
    • Year and Date
      20120529-20120529
    • Invited
  • [Presentation] Axion searches in astrophysics2012

    • Author(s)
      郡 和範
    • Organizer
      Near infrared background and the epoch of reionization
    • Place of Presentation
      University of Texas, Austin, USA
    • Year and Date
      20120514-20120516
    • Invited
  • [Presentation] Cosmological constraints on long-lived neutral and charged SUSY particles2012

    • Author(s)
      郡 和範
    • Organizer
      名古屋大学物理教室セミナー
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      20120411-20120411
    • Invited

URL: 

Published: 2014-07-24  

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