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ゲージ対称性に基づいたアクシオン模型と宇宙論

Research Project

Project/Area Number 18J12023
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

鈴木 資生  東京大学, 宇宙線研究所, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2018-04-25 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2019: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Keywords位相欠陥 / ゲージ対称性 / 大域的対称性 / アクシオン / 暗黒物質 / 格子シミュレーション / 強い相互作用のCP問題 / ニュートリノ質量
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、ゲージ対称性によりペッチャイ・クイン対称性を保護する機構に基づく宇宙論の問題の解明、そして階層性や暗黒物質の問題を解く模型への応用である。当該年度は特に、ペッチャイ・クイン対称性の破れから生じる位相欠陥の形成や発展の検証が主な目的であった。我々の提案した保護機構では一つの大域的対称性と一つのゲージ対称性の計二種類の位相回転に関わる対称性が少なくとも要求される。宇宙初期の加速膨張後に両方の対称性が破れる場合に注目し、形成が期待される宇宙ひもやドメインウォールの類型を明らかにし、最終的には、数値シミューレーションによる検証が目的であった。

成果として我々は新しいタイプの宇宙ひも解を見つけた。これまで知られていた解は、大域的対称性の破れによって生じる大域的宇宙ひも解とゲージ対称性の破れに伴って生じる局所的宇宙ひも解の大きく二種類に分類されていた。前者の宇宙ひもには長距離の力が働く。後者の宇宙ひものはゲージ場を伴った配位をしており、ゲージ結合定数とスカラー場の自己相互作用定数の大きさの比にその性質が依存し、比較的短距離にしか力が働かない。一方で、我々の発見した新しい解は、両者の中間の性質を持つことを明らかにした。つまり、新しい宇宙ひもの配位にはゲージ場が伴うが、大域的宇宙ひものような長距離の引力または斥力で相互作用することが分かった。さらに、新しい宇宙ひもの形成と発展を調べるため、1+2次元時空間の格子シミュレーションを行い、宇宙ひもネットワークの性質等を調べた。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 7 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Charged black holes in non-linear Q-clouds with O(3) symmetry2020

    • Author(s)
      Hong Jeong-Pyong、Suzuki Motoo、Yamada Masaki
    • Journal Title

      Physics Letters B

      Volume: 803 Pages: 135324-135324

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2020.135324

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Dynamical solution to the axion domain wall problem2020

    • Author(s)
      Ibe Masahiro、Kobayashi Shin、Suzuki Motoo、Yanagida Tsutomu T.
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 101 Issue: 3 Pages: 035029-035029

    • DOI

      10.1103/physrevd.101.035029

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Quintessence axion dark energy and a solution to the hubble tension2020

    • Author(s)
      Choi Gongjun、Suzuki Motoo、Yanagida Tsutomu T.
    • Journal Title

      Physics Letters B

      Volume: 805 Pages: 135408-135408

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2020.135408

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] New type of string solutions with long range forces2020

    • Author(s)
      Hiramatsu Takashi、Ibe Masahiro、Suzuki Motoo
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 2020 Issue: 2 Pages: 1-21

    • DOI

      10.1007/jhep02(2020)058

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Fast-rolling relaxion2019

    • Author(s)
      Ibe Masahiro、Shoji Yutaro、Suzuki Motoo
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 2019 Issue: 11 Pages: 1-45

    • DOI

      10.1007/jhep11(2019)140

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Novel GUT with apparently complete SU(5) multiplets2019

    • Author(s)
      Ibe Masahiro、Shirai Satoshi、Suzuki Motoo、Yanagida Tsutomu T.
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 100 Issue: 5 Pages: 055024-055024

    • DOI

      10.1103/physrevd.100.055024

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] B-L as a gauged Peccei-Quinn symmetry2018

    • Author(s)
      Ibe Masahiro、Suzuki Motoo、Yanagida Tsutomu T.
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 2018 Issue: 8 Pages: 49-49

    • DOI

      10.1007/jhep08(2018)049

    • NAID

      130008148891

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] B-L as a Gauged Peccei-Quinn symmetry2019

    • Author(s)
      Motoo Suzuki
    • Organizer
      日本物理学会春季大会2019
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] B-L as gauged PQ symmetry2018

    • Author(s)
      Motoo Suzuki
    • Organizer
      Mass: From the Higgs to Cosmology
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] B-L Miracle as gauged PQ symmetry2018

    • Author(s)
      Motoo Suzuki
    • Organizer
      SUSY2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Realistic axion model with ``Gauged'' PQ mechanism2018

    • Author(s)
      Motoo Suzuki
    • Organizer
      KEK-PH 2018 Winter
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2018-05-01   Modified: 2024-03-26  

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