Dark matter search using the cosmic microwave background

Planned

Project Area	What is dark matter? - Comprehensive study of the huge discovery space in dark matter
Project/Area Number	20H05859
Research Category	Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Transformative Research Areas, Section (II)
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	小松英一郎東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 主任研究員 (00750316)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	白石希典香川高等専門学校, 一般教育科(高松キャンパス), 講師 (00803446)
Project Period (FY)	2020-11-19 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help	¥55,250,000 (Direct Cost: ¥42,500,000、Indirect Cost: ¥12,750,000) Fiscal Year 2021: ¥12,350,000 (Direct Cost: ¥9,500,000、Indirect Cost: ¥2,850,000) Fiscal Year 2020: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Keywords	ダークマター / 宇宙マイクロ波背景放射 / 偏光 / アクシオン / ベクトル場
Outline of Research at the Start	ダークマターは宇宙に存在する物質の８割を占めるが、その正体は不明である。これまでの研究では、WIMPと呼ばれる弱い相互作用を行う重い粒子が最有力候補であったが、長年の探査にも関わらずその検出は成功していない。そこで、近年は全く異なる種類のダークマター探査が注目されている。本研究では、素粒子物理学の標準理論モデルには含まれない、パリティ対称性を破る「アクシオン場」や、スピンを持つベクトル場などに着目し、それらが宇宙マイクロ波背景放射（CMB）の偏光に与える影響を、理論的・観測的に調べる。CMBの偏光に特化するのが本研究の特色である。