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熱的生成シナリオにおける暗黒物質の有限温度効果を含めた残存量計算

研究課題

研究課題/領域番号 13J03345
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理(理論)
研究機関名古屋大学

研究代表者

山中 真人  名古屋大学, 基礎理論研究センター, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,320千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 720千円)
2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2013年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード素粒子論的宇宙論 / 宇宙の物質・反物質非対称 / 暗黒物質 / 大統一模型 / 高精度計算 / 素粒子標準模型を超える物理 / フレーバー非保存過程 / 暗黒物質間接検出実験 / 高エネルギーガンマ線 / アクシオン
研究実績の概要

本研究課題では暗黒物質の正体や宇宙の物質・反物質非対称の起源の解明を目標とする。今日の宇宙における暗黒物質の存在量や物質・反物質非対称の度合は未知の素粒子模型が持つパラメーターの関数として算出される。これらの算出値と観測値を比較することで、初期宇宙の残存物をプローブとして未知模型を探り出すことができる。しかし、言い換えれば、初期宇宙における上述の量の算出精度が不十分であれば、未知模型に対し精度不十分な予言・制限をもたらし、最悪の場合、間違った理解を導き得る。本課題は、特に、初期宇宙という「入れ物」を適切に扱いながら上述の量を計算し、未知模型に対する初期宇宙残存物プローブの高精度化を目指した。
今年度、E6群を基にした大統一模型を枠組みとし、宇宙の物質・反物質非対称について研究した。この模型における物質・反物質非対称はレプトジェネシスと呼ばれるシナリオからもたらされる。レプトジェネシスに関わる本模型の特徴として、右巻きニュートリノの質量、及び、右巻きニュートリノと電子・ミューオン・タウレプトンそれぞれの相互作用が対称性により定まるという点が挙げられる。先行研究により、電子数・ミューオン数・タウレプトン数それぞれは背景温度と背景場に応じ、異なる形で時間発展、並びに、バリオン非対称へ転換することが知られている。本研究は、E6大統一模型における物質・反物質非対称生成の成否を明らかにするため、模型の対称性から定まる右巻きニュートリノ崩壊由来の電子数・ミューオン数・タウレプトン数それぞれを、超対称化の効果も含め、精確に算出した。これにより、E6大統一模型において今日観測される物質・反物質非対称が実現されることを明らかにした。また、本研究により、レプトンフレーバーの差異と超対称化を同時に取り入れたうえでの物質・反物質非対称の数値結果が初めて示された。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 9件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 9件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] University of California, Irvine/Indiana University(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Leptogenesis with E6*U(1)A SUSY GUT model2016

    • 著者名/発表者名
      T. Ishihara, N. Maekawa, M. Takegawa, M. Yamanaka
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 1602 号: 2 ページ: 108-108

    • DOI

      10.1007/jhep02(2016)108

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Improved analyses for $\mu^-e^-\rightarrow e^-e^-$ in muonic atoms by contact interactions2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Uesaka, Y. Kuno, J. Sato, T. Sato and M. Yamanaka
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 93

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Flavor violating $Z'$ from $SO(10)$ SUSY GUT in High-Scale SUSY2015

    • 著者名/発表者名
      J. Hisano, Y. Muramatsu, Y. Omura and M. Yamanaka
    • 雑誌名

      Physics Letter B

      巻: 744 ページ: 395-400

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2015.04.020

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Way to crosscheck $\mu$-$e$ conversion in the case of no signals of $\mu \to e \gamma$ and $\mu \to 3e$2015

    • 著者名/発表者名
      M. Yamanaka
    • 雑誌名

      PoS FPCP2015

      巻: FPCP2015

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improved analysis of the CLFV decay of muonic atoms $\mu^-e^- \to e^-e^-$2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Uesaka, Y. Kuno, J. Sato, T. Sato and M. Yamanaka
    • 雑誌名

      PoS FPCP2015

      巻: FPCP2015

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Family Gauge Boson Production at the LHC2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Koide, M. Yamanaka and H. Yokoya
    • 雑誌名

      Physics Letter B

      巻: 750 ページ: 384-389

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2015.09.024

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Way to crosscheck mu-e conversion in the case of no signals of mu to e gamma and mu to 3e2015

    • 著者名/発表者名
      J. Sato and M. Yamanaka
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 91巻5号

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 130GeV gamma-ray line through axion conversion2015

    • 著者名/発表者名
      M. Yamanaka, K. Kohri, K. Ioka and M. M. Nojiri
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 91巻6号

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] First evidence of the constrained minimal supersymmetric standard model is appearing soon2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Konishi, S. Ohta, J. Sato, T. Shimomura, K. Sugai, and M. Yamanaka
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 89巻7号

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Kadanoff-Baym approach to the thermal resonant leptogenesis2014

    • 著者名/発表者名
      S. Iso, K. Shimada and M. Yamanaka
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 1404巻

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Big-bang nucleosynthesis through bound-state effects with a long-lived slepton in the NMSSM2014

    • 著者名/発表者名
      K. Kohri, M. Koike, Y. Konishi, S. Ohta, J. Sato, T. Shimomura, K. Sugai, and M. Yamanaka
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 90巻3号

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] First evidence of the constrained minimal supersymmetric stand and model is appearing soon2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Konishi, S. Ohta, J. Sato T. Shimomura, K. Sugai, M. Yamanaka
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 89巻(掲載決定済)

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Family Gauge Boson Production at the LHC2016

    • 著者名/発表者名
      山中 真人
    • 学会等名
      日本物理学会第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学
    • 年月日
      2016-03-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Interplay between LHC and $\mu$-$e$ conversion search in the case of no signals of $\mu \to e \gamma$ and $\mu \to 3e$2016

    • 著者名/発表者名
      Masato Yamanaka
    • 学会等名
      Interplay between LHC and Flavor Physics
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2016-03-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improved analysis of the CLFV process: $\mu^- e^- \to e^- e^-$ in muonic atom2016

    • 著者名/発表者名
      Masato Yamanaka
    • 学会等名
      KEK Annual Theory Meeting on Particle Physics Phenomenology (KEKPH15)
    • 発表場所
      KEK
    • 年月日
      2016-02-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Leptogenesis in $E_6 \times U(1)_A$ SUSY GUT model2015

    • 著者名/発表者名
      Masato Yamanaka
    • 学会等名
      the Dark Side of the Universe 2015 (DSU2015)
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2015-12-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improved analysis of the CLFV process: $\mu^- e^- \to e^- e^-$ in muonic atom2015

    • 著者名/発表者名
      Masato Yamanaka
    • 学会等名
      Scalars 2015
    • 発表場所
      ポーランド・ワルシャワ大学
    • 年月日
      2015-12-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Leptogenesis in $E_6 \times U(1)_A$ SUSY GUT model2015

    • 著者名/発表者名
      Masato Yamanaka
    • 学会等名
      Particle Cosmology and beyond 2015
    • 発表場所
      Kanazawa Art Hall
    • 年月日
      2015-11-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Way to crosscheck $\mu$-$e$ conversion in the case of no signals of $\mu \to e \gamma$ and $\mu \to 3e$2015

    • 著者名/発表者名
      Masato Yamanaka
    • 学会等名
      5th KEK Flavor Factory Workshop (KEK-FF2015)
    • 発表場所
      Waterras Common
    • 年月日
      2015-10-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Review of flavored leptogenesis2015

    • 著者名/発表者名
      Masato Yamanaka
    • 学会等名
      New Physics Forum
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2015-10-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Leptogenesis in $E_6 \times U(1)_A$ SUSY GUT model2015

    • 著者名/発表者名
      山中 真人
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      大阪市立大学
    • 年月日
      2015-09-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Family Gauge Boson Production at the LHC2015

    • 著者名/発表者名
      山中 真人
    • 学会等名
      素粒子物理学の進展 2015
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Improved analysis of the CLFV process: $\mu^- e^- \to e^- e^-$ in muonic atom2015

    • 著者名/発表者名
      Masato Yamanaka
    • 学会等名
      The 23rd International Conference on Supersymmetry and Unification of Fundamental Interactions (SUSY2015)
    • 発表場所
      米国カリフォルニア州
    • 年月日
      2015-08-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Way to crosscheck $\mu$-$e$ conversion in the case of no signals of $\mu \to e \gamma$ and $\mu \to 3e$2015

    • 著者名/発表者名
      Masato Yamanaka
    • 学会等名
      Flavor Physics and CP Violation 2015
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2015-05-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 超対称SO(10)大統一理論の軽いZ'ゲージボソンによるフレーバーの物理2015

    • 著者名/発表者名
      Yu Muramatsu
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ミューオン原子における mu^- e^- -> e^- e^- 崩壊と荷電レプトンフレーバーの破れ2015

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Uesaka
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2015-03-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] A way to crosscheck mu-e conversion in the case of no signals of mu to e gamma and mu to 3e2014

    • 著者名/発表者名
      Masato Yamanaka
    • 学会等名
      Flavor Physics Workshop 2014
    • 発表場所
      舘山寺温泉
    • 年月日
      2014-12-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Flavor violating Z' in SO(10) SUSY GUT2014

    • 著者名/発表者名
      Yu Muramatsu
    • 学会等名
      Flavor Physics Workshop 2014
    • 発表場所
      舘山寺温泉
    • 年月日
      2014-12-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 長寿命スタウ2014

    • 著者名/発表者名
      Masato Yamanaka
    • 学会等名
      新学術領域研究会・テラスケール2014
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2014-11-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] A first evidence of the CMSSM is appearing soon2014

    • 著者名/発表者名
      Masato Yamanaka
    • 学会等名
      the Dark Side of the Universe (DSU2014)
    • 発表場所
      University of Cape Town
    • 年月日
      2014-11-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] A way to crosscheck mu-e conversion in the case of no signals of mu to e gamma and mu to 3e2014

    • 著者名/発表者名
      Masato Yamanaka
    • 学会等名
      KEK Annual Theory Meeting on Particle Physics Phenomenology (KEKPH14)
    • 発表場所
      高エネルギー加速器研究機構(KEK)
    • 年月日
      2014-10-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Search for R-parity violation from COMET and LHC2014

    • 著者名/発表者名
      Masato Yamanaka
    • 学会等名
      Summer Institute 2014
    • 発表場所
      富士吉田市
    • 年月日
      2014-08-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Search for R-parity violation from COMET and LHC2014

    • 著者名/発表者名
      Masato Yamanaka
    • 学会等名
      2nd International Symposium on Science at J-PARC (J-PARC 2014)
    • 発表場所
      Tsukuba International Congress Center (EPOCHAL TSUKUBA)
    • 年月日
      2014-07-15
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] First evidence of the CMSSM is appearing soon2014

    • 著者名/発表者名
      Masato Yamanaka
    • 学会等名
      20th International Symposium on Particles, Strings and Cosmology (PASCOS2014)
    • 発表場所
      University of Warsaw
    • 年月日
      2014-06-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Relations among LHC, charged lepton flavor violation and neutrino oscillation in R-parity violating scenarios2014

    • 著者名/発表者名
      山中 真人
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学
    • 年月日
      2014-03-30
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 130GeV gamma-ray line through axion conversion2013

    • 著者名/発表者名
      山中 真人
    • 学会等名
      Meeting on Particle Physics Phenomenology (KEKPH13 fall)
    • 発表場所
      KEK
    • 年月日
      2013-10-03
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 130GeV gamma-ray line through axion conversion2013

    • 著者名/発表者名
      山中 真人
    • 学会等名
      日本物理学会2013年秋季大会
    • 発表場所
      高知大学
    • 年月日
      2013-09-22
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] The time to discover the CMSSM is soon coming2013

    • 著者名/発表者名
      山中 真人
    • 学会等名
      基研研究会 素粒子物理学の進展2013
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2013-08-06
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Slepton intergenerational mixing in light of light element abund ances2013

    • 著者名/発表者名
      山中 真人
    • 学会等名
      Third Workshop on Flavor Symmetries (FLASY13)
    • 発表場所
      新潟大学
    • 年月日
      2013-07-02
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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