2011 Fiscal Year Annual Research Report
暗黒物質の性質とフレーバー構造の関連性の解明
Publicly Offered Research
| Project Area | New Developments of Flavor Physics |
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| Project/Area Number |
22011003
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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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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
久保 治輔 金沢大学, 数物科学系, 教授 (40211213)
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| Keywords | 暗黒物質 / フレーバー / ニュートリノ / 初期宇宙 / 超対称性 |
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| Research Abstract |
宇宙観測を通して定量的に明らかとなってきた暗黒物質の存在は、ニュートリノ質量生成に関わり、レプトンフレーバーの構造と密接な関わりを持つ可能性がある。特に、TeV領域でのニュートリノ質量生成を可能とする輻射ニュートリノ質量生成模型はそのような模型の典型例と考えられる。この模型において、ニュートリノ振動実験から得られた条件によりレプトンフレーバー構造を制限し、そのもとで暗黒物質残量量を評価し、WMAPにより明らかにされた暗黒物質残存量を説明し得るパラメータに対して、レプトンフレーバーを破る過程や暗黒物質の直接・間接検出の可能性についての検討を中心に研究を進めた。この研究において得られた主要な成果は、以下の通りである。1.超対称性の導入により拡張した模型は、異なる離散対称性により安定性を保証される暗黒物質候補となる複数の中性粒子を持つ。この場合、観測の示す暗黒物質残存量はこれら複数の暗黒物質候補により実現されることになり、暗黒物質が1種類の場合に対して様々な現象において大きな違いが現れ得る。これに関して、暗黒物質の直接観測や間接観測の結果に現れる影響の評価、従来議論されてきた超対称性の破れのパラメータに要求される値からのずれ等についての検討を行った。2.TeV領域に質量を持つ最も軽い右巻きニュートリノを暗黒物質候補とし、次に重い右巻きニュートリノのCPを破る崩壊に基づく熱的レプトン数非対称生成を考える場合、現在観測されている宇宙のバリオン数を説明するには、レプトン数を破る散乱過程を十分に抑制するために非常に高い精度の質量縮退を新たに導入された粒子に対して要求することが必要であることを示した。これは、従来考えられてきた共鳴効果に基づくレプトジェネシスとは異なり、輻射ニュートリノ質量生成模型に含まれる粒子に対して許される新たな可能性である。3.初期宇宙のインフレーションを実現するように模型を拡張することにより、インフラトンの崩壊に基づきグラビティーノ問題を回避できる十分に低い再加熱温度で必要な量のバリオン数生成が可能であることを示した。この拡張は、ニュートリノ質量の小ささを説明する際に本質的なパラメータの小ささをも自動的に説明することを指摘した.
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