A study on Higgs particle and dark matter candidates in a SUSY model with a continuos R symmetry

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26400243
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 中野 博章 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (60262424)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 瀬戸 治 北海道大学, 国際連携機構, 特任准教授 (40547741) ; 谷本 盛光 新潟大学, 自然科学系, フェロー (90108366) ; 山下 敏史 愛知医科大学, 医学部, 講師 (90622671)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 素粒子論 / 超対称性 / 暗黒物質

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、Dirac型ゲージノを含む最小R超対称模型に、一重項場を追加した拡張模型において、観測されたヒッグス粒子の質量を再現できることを示し、さらに、ヒッグス崩壊過程や暗黒物質の探索を通じた検証可能性を探るものである。ヒッグス質量および崩壊過程に関しては、平成26、27年度までで一定の結論を得た。つまり、一重項場や随伴表現場とヒッグス二重項場の湯川相互作用定数が大統一スケールまで発散しない条件から、これらの結合定数の上限を求め、ヒッグス真空角tanβが小さい領域でのみ、ヒッグス質量の観測値を再現できる解が存在することを示した。
最終年度は、以上の成果を三つの方向で発展させることを検討した。まず、ゲージ大統一に加えて、第三世代の湯川統一条件を考慮するくりこみ群の解析を行った。これは、bottom-tau質量比から望ましいヒッグス真空角tanβの範囲を特定することを目指したものである。結果は、従来模型に比べて、統一条件の実現が一段と困難であることが判明し、大統一模型の構成に対する課題となった。（論文未発表）
次に、Dirac型ゲージノ模型の大統一理論への埋め込みを検討した。特に、ゲージノDiracパートナーとなる随伴表現場が大統一ゲージ対称性の破れの後も軽く残ることを実現するため、S＾1／Z_2型5次元時空に基づく「ゲージ・ヒッグス大統一模型」を取り上げ、特に、Dirac型質量項の起源について有力な解釈を得た。（論文準備中）
暗黒物質については、擬Goldstinoが熱的に生成される場合、および、熱的散乱により生成される可能性を検討した。前者は、擬Goldstinoが随伴湯川結合を通じてgravitinoに早く崩壊する場合が唯一の可能性であることが判明した。後者は、宇宙再加熱温度が擬Goldstino質量より低い場合に解が存在する見通しを得たが、詳しい解析は進行中である。