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大統一理論の構築、およびその実験的検証法の探索

研究課題

研究課題/領域番号 17J00813
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)
研究機関東京大学

研究代表者

千草 颯  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2019年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2018年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2017年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード暗黒物質 / 超対称模型 / 消失飛跡 / 精密測定 / 大統一理論
研究実績の概要

我々の宇宙には、暗黒物質と呼ばれる物質が多く存在することが知られているが、現在までに我々が知り得る暗黒物質に関する知見は、重力相互作用を持ち、電磁気相互作用が十分弱いといった程度であり、その正体は大きな謎に包まれている。暗黒物質を説明できる粒子の候補として、これまでに多くの例が挙げられると同時に、それらを発見するための実験の提案が為されてきた。ところが、もし暗黒物質の質量が非常に軽かった場合、個々の暗黒物質の持つエネルギーもまた非常に小さいために、一般にはその発見が難しくなる。我々はこういった質量領域に着目し、特に固体内の集団励起モードを用いた暗黒物質の検出法について調べた。
磁性体と呼ばれる、各原子サイトに局所化された電子のスピンが規則的に並んだ固体の内部では、それぞれのスピンの方向が基底状態からわずかにずれ、そのずれが波として伝搬するスピン波のモードが存在する。こういったモードは励起に必要なエネルギーが比較的小さいことに加え、スピントロニクスなどといった技術的応用に対する関心から、近年におけるその検出手法の発展が目覚ましい。そこで、アクシオンや暗黒光子といった軽い暗黒物質候補が存在する場合を考えると、磁性体がこれらの暗黒物質を吸収することによるスピン波のモードの励起を暗黒物質の検出に利用できる。我々は、以上に説明した過程の発生頻度を見積もることにより、暗黒物質候補の質量や結合の強さに制限を与え、現存する制限を上回る結果が得られる可能性を指摘した。我々の計算は量子力学的な定式化に基づいており、終状態の励起モードは、スピン波を量子化したマグノンであると捉えることができる。我々は引き続き、複数のマグノンや、その他フォノンなどといった集団励起モードを含む別種の過程についても考慮に入れて研究を続けている。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 11件)

  • [雑誌論文] Determining wino lifetime in supersymmetric model at future 100 TeV pp colliders2020

    • 著者名/発表者名
      Chigusa So、Hosomi Yusuke、Moroi Takeo、Saito Masahiko
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 803 ページ: 135260-135260

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2020.135260

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Signals of axion like dark matter in time dependent polarization of light2020

    • 著者名/発表者名
      Chigusa So、Moroi Takeo、Nakayama Kazunori
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 803 ページ: 135288-135288

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2020.135288

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Bounce configuration from gradient flow2020

    • 著者名/発表者名
      Chigusa So、Moroi Takeo、Shoji Yutaro
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 800 ページ: 135115-135115

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2019.135115

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Indirect studies of electroweakly interacting particles at 100?TeV hadron colliders2019

    • 著者名/発表者名
      Abe Tomohiro、Chigusa So、Ema Yohei、Moroi Takeo
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 100 号: 5 ページ: 055018-055018

    • DOI

      10.1103/physrevd.100.055018

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Novel flavon stabilization with trimaximal neutrino mixing2019

    • 著者名/発表者名
      Chigusa So、Kasuya Shinta、Nakayama Kazunori
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 100 号: 1 ページ: 015030-015030

    • DOI

      10.1103/physrevd.100.015030

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anomalous discrete flavor symmetry and domain wall problem2019

    • 著者名/発表者名
      Chigusa So、Nakayama Kazunori
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 788 ページ: 249-255

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2018.11.027

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Flavon stabilization in models with discrete flavor symmetry2019

    • 著者名/発表者名
      Chigusa So、Kasuya Shinta、Nakayama Kazunori
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 788 ページ: 494-499

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2018.11.051

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Probing electroweakly interacting massive particles with Drell?Yan process at 100 TeV hadron colliders2019

    • 著者名/発表者名
      Chigusa So、Ema Yohei、Moroi Takeo
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 789 ページ: 106-113

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2018.12.011

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Decay rate of electroweak vacuum in the standard model and beyond2018

    • 著者名/発表者名
      Chigusa So、Moroi Takeo、Shoji Yutaro
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 97 号: 11 ページ: 116012-116012

    • DOI

      10.1103/physrevd.97.116012

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] State-of-the-Art Calculation of the Decay Rate of Electroweak Vacuum in the Standard Model2017

    • 著者名/発表者名
      S.Chigusa, T.Moroi and Y.Shoji
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett.

      巻: 119 号: 21 ページ: 211801-211801

    • DOI

      10.1103/physrevlett.119.211801

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Flowing to the Bounce2020

    • 著者名/発表者名
      千草颯
    • 学会等名
      Berkeley Week
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Flowing to the Bounce2019

    • 著者名/発表者名
      千草颯
    • 学会等名
      NHWG26
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Flavon Stabilization without Domain Wall Problem in Discrete Flavor Symmetry Models2019

    • 著者名/発表者名
      千草颯
    • 学会等名
      Neutrino Oscillation and Flavor Physics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Indirect Studies of Electroweakly Interacting Particles at 100 TeV Hadron Colliders2019

    • 著者名/発表者名
      千草颯
    • 学会等名
      SI2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Indirect Studies of Electroweakly Interacting Particles at 100 TeV Hadron Colliders2019

    • 著者名/発表者名
      千草颯
    • 学会等名
      SUSY 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Indirect Studies of Electroweakly Interacting Particles at 100 TeV Hadron Colliders2019

    • 著者名/発表者名
      千草颯
    • 学会等名
      Pheno 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Probing Electroweakly Interacting Massive Particles with Precision Measurements at 100 TeV Hadron Colliders2019

    • 著者名/発表者名
      So Chigusa
    • 学会等名
      HPNP 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Decay Rate of the Electroweak Vacuum in the Standard Model and Beyond2018

    • 著者名/発表者名
      So Chigusa
    • 学会等名
      Planck 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Decay Rate of the Electroweak Vacuum in the Standard Model and Beyond2018

    • 著者名/発表者名
      So Chigusa
    • 学会等名
      Cargese Summer School
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Indirect Search of WIMP Dark Matter at Future 100 TeV Collider2018

    • 著者名/発表者名
      So Chigusa
    • 学会等名
      PPP 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Zero Mode Problem in the Calculation of Decay Rate of the SM Electroweak vacuum2018

    • 著者名/発表者名
      So Chigusa
    • 学会等名
      JPS 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Flavon Stabilization in Models with Discrete Flavor Symmetry,2018

    • 著者名/発表者名
      So Chigusa
    • 学会等名
      KEK-PH 2018 winter
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Bottom Tau Unification in Supersymmetric Models2017

    • 著者名/発表者名
      So Chigusa
    • 学会等名
      Les Houches Summer School
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Bottom Tau Unification in Supersymmetric Models2017

    • 著者名/発表者名
      So Chigusa
    • 学会等名
      PPP 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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