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中間エネルギースケールの新物理から探る拡張標準模型

研究課題

研究課題/領域番号 18K03644
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分15010:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する理論
研究機関金沢大学

研究代表者

末松 大二郎  金沢大学, 数物科学系, 教授 (90206384)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワードニュートリノ / 暗黒物質 / 宇宙のバリオン数 / インフレーション / 標準模型の拡張 / CP 対称性の破れ / neutrino mass / dark matter / baryon number asymmetry / inflation / reheating / CPの破れ / レプトジェネシス / strong CP 問題 / クォーク・レプトンの質量階層構造 / CKM行列 / MNS行列 / バリオン数の起源 / 強いCP問題
研究成果の概要

強い相互作用におけるCPの破れの問題の解決や小さなニュートリノ質量生成、宇宙のインフレーションに強く関連すると考えられる10の9乗GeVから10の14乗GeVの中間エネルギースケールにおける新物理存在の可能性に着目し、その新物理を基礎に素粒子の標準模型を越える理論構造の探索を進めた。中間エネルギースケールにおいて一重項スカラーとベクトル的フェルミオンを導入した高エネルギー領域での模型を想定することによって、クォーク・レプトンの質量階層構造とフレーバー混合、強い相互作用におけるCPの破れの問題、宇宙のインフレーションなどの標準模型の課題が互いに関連した形で説明され得ることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

標準模型は自然界の基本構造を記述する理論と考えられてきたが、ニュートリノ質量、暗黒物質、宇宙のバリオン数、インフレーション等の標準模型の枠組み内では説明が困難な実験・観測結果がもたらされ、標準模型を何らかの形で拡張することが必要であることが近年明らかになってきている。このような状況下で、本研究では中間エネルギースケールにおける新物理を切り口に検討を加え、これらの問題が中間エネルギースケールの物理を通して密接に関連しあっている可能性があることを明らかにし、拡張標準模型の研究に新たな一つの方向性を与えた。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Inflation connected to the origin of CP violation2021

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Hashimoto, Norma Sidik Risdianto, Daijiro Suematsu
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 104 号: 7

    • DOI

      10.1103/physrevd.104.075034

    • NAID

      120007181510

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Low scale leptogenesis in a model with promising CP structure2021

    • 著者名/発表者名
      Suematsu Daijiro
    • 雑誌名

      The European Physical Journal C

      巻: 81 号: 4

    • DOI

      10.1140/epjc/s10052-021-09109-5

    • NAID

      120007181520

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Inflation and DM phenomenology in a scotogenic model extended with a real singlet scalar2020

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Tsuyoshi、Suematsu Daijiro
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 102 号: 11

    • DOI

      10.1103/physrevd.102.115041

    • NAID

      120007181509

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Low scale leptogenesis in a hybrid model of the scotogenic type I and III seesaw model2019

    • 著者名/発表者名
      Daijiro Suematsu
    • 雑誌名

      Phys. Rev. D

      巻: 100 号: 5 ページ: 055008-055008

    • DOI

      10.1103/physrevd.100.055008

    • NAID

      120007181507

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Pati-Salam unification with a spontaneous CP violation2019

    • 著者名/発表者名
      Daijiro Suematsu
    • 雑誌名

      Phys. Rev. D

      巻: 100 号: 5 ページ: 055019-055019

    • DOI

      10.1103/physrevd.100.055019

    • NAID

      120007181508

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An extension of the SM based on effective Peccei-Quinn Symmetry2018

    • 著者名/発表者名
      Daijiro Suematsu
    • 雑誌名

      Eur. Phys. J. C

      巻: 78 号: 11 ページ: 881-881

    • DOI

      10.1140/epjc/s10052-018-6370-3

    • NAID

      120007184068

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 拡張Scotogenic模型におけるインフレーションと暗黒物質の現象論2021

    • 著者名/発表者名
      橋本剛、末松大二郎
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 拡張 Scotogenic 模型におけるインフレーションと暗黒物質2020

    • 著者名/発表者名
      橋本剛、末松大二郎
    • 学会等名
      2020年度 日本物理学会北陸支部定例学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Roles of Peccei-Quinn symmetry in an effective model for dark matter and neutrino mass2018

    • 著者名/発表者名
      Daijiro Suematsu
    • 学会等名
      The XXVIII International Conference on Neutrino Physics and Astrophysics (Neutrino 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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