| 研究課題/領域番号 |
19K14708
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 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
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
北嶋 直弥 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (50737955)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
中途終了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 暗黒物質 / アクシオン / 中性子星 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
現在の我々の宇宙を満たす正体不明の「暗黒物質」の解明は自然科学における最重要課題の一つに挙げられるが、本研究では暗黒物質の有力候補「アクシオン」に焦点を当て、近傍宇宙に点在する中性子星の観測を通じてアクシオンの間接的検出が可能かどうかを理論的に検証する。特に中性子星近傍でアクシオンが引き起こす特異な電磁気現象をシミュレーションを用いて解析し、将来の電波望遠鏡による検出可能性を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
本研究では我々の宇宙に存在する暗黒物質の有力候補の一つである新粒子アクシオンに着目し、宇宙に点在する中性子星を用いた間接検出に向けた理論的解析を行なった。特に、中性子星近傍のアクシオンと電磁場との微弱な相互作用に着目し、系の発展を数値的に追うためのシミュレーション開発を行なった。
開発した数値コードは初期宇宙におけるアクシオンとゲージ場との共鳴現象にも応用され、ダークフォトン暗黒物質生成や重力波生成の新たな可能性も指摘した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまでの観測データにより、現在の我々の宇宙は正体不明の暗黒物質で満たされていることが明らかにされており、その正体解明は我々の住む宇宙の起源の解明と密接に結びついている。また、暗黒物質は未知の素粒子であるという説が有力であることから、暗黒物質の検出は素粒子の新理論発見につながる。本研究成果は、暗黒物質の一つの有力な理論モデルについて宇宙の観測対象への示唆を与えたという意味で、既存の理論と将来観測の間の橋渡しを担う。
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