2014 Fiscal Year Annual Research Report
ニュートリノ質量・暗黒物質・バリオン数の起源から探る標準模型を越える理論構造
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24540263
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
末松 大二郎 金沢大学, 数物科学系, 教授 (90206384)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 拡張標準模型 / 暗黒物質 / ニュートリノ / 宇宙のバリオン数 / インフレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
標準模型では説明することのできない現象、すなわち、ニュートリノ質量とレプトン混合、暗黒物質の存在、宇宙のバリオン数の起源の3つの同時説明を可能とする枠組みである輻射シーソー模型について、その現象論的諸性質を詳細に調べるとともに、一重項スカラー場による拡張を提案し、その現象論的特性について以下の点を明らかにした。(i)TeVスケールでのレプトジェネシスにおいては、右巻きニュートリノの質量縮退と極めて小さなニュートリノ湯川結合が必要になるが、この2つが一重項スカラーの導入により同時に実現され得ることを見出した。研究成果は、既に一部研究会等で発表されているが、現在論文としてまとめつつある。(ii)ニュートリノ質量生成に関与する複素一重項スカラーに特殊なポテンシャルを仮定し、その時間発展を螺旋状経路に制限することで単一インフラトンと同様のインフレーションがプランクスケールより小さな場の値により実現されることを見出した。さらに宇宙背景放射の揺らぎのスペクトル指数とテンソル・スカラー比が観測値を再現することを示した。(iii)（ii)のインフラトンの崩壊を通してレプトン数の非対称性を生みだす可能性に着目し、非熱的なレプトジェネシスを実現するシナリオを構成した。ニュートリノ質量と暗黒物質の直接観測からの制限のもと十分なバリオン数が生成されるかについての数値的解析を行い、現実的なシナリオとなり得ることを見出した。現在、この成果は論文にまとめつつある。
これらに加えて、一重項スカラー導入に基づくインフレーションとレプトジェネシスについて別の可能性についても興味深い結果を見い出している。また、輻射シーソー模型において暗黒物質の対消滅から生成される単色光子による暗黒物質の間接検出の可能性についての検討も進めつつある。近い将来、これらに関しても論文として発表する予定である。
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