| 研究課題/領域番号 |
20H01897
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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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 | 東京大学 |
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研究代表者 |
濱口 幸一 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (80431899)
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| 研究分担者 |
永田 夏海 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (60794328)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2023年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2022年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2021年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2020年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
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| キーワード | 中性子星 / 暗黒物質 / 標準模型を超える物理 / 中性子星表面温度 / 中性子星状態方程式 / 超新星 / アクシオン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
暗黒物質の正体は何か，そしてそれを如何にして検証するかという問題は，現在の素粒子論・宇宙論 における最重要課題の一つである。この問題を解決するための新たな戦略として，本研究では，中性子星の将来観測を通じて暗黒物質の兆候を捉える手法を考える。この中性子星を用いた暗黒物質探索手法がどのような暗黒物質候補に対して有用であるかを明らかにした上で，将来観測の結果を用いて暗黒物質模型を検証することを目標とする。具体的には，A. 中性子星表面温度および B. 中性子星状態方程式に対し (a) WIMP 暗黒物質，(b) 軽い暗黒物質，(c) 非対称暗黒物質が与える影響を研究する。
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| 研究成果の概要 |
中性子星の将来観測を通じて暗黒物質の兆候を捉える可能性に関して，以下の結果を含む複数の研究成果が得られた。
・電弱多重項暗黒物質の中性子星捕獲率を系統的に計算し、将来の暗黒物質直接探索実験と中性子星表面温度観測による探索が相補的な役割を果たし、これらの暗黒物質模型を検証することが可能であることを明らかにした。
・中性子超流動渦糸の運動に伴う摩擦により生じる中性子星加熱効果を研究し、この効果を加味した中性子星表面温度理論予言が観測データをうまく説明することを明らかにした。また、この加熱効果が存在する場合、中性子星に暗黒物質が捕獲されることに伴う加熱効果は隠されてしまうことを議論した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
・電弱多重項暗黒物質の研究においては、将来の暗黒物質直接探索実験と中性子星表面温度観測による探索が相補的な役割を果たすことを示した。これは直接探索実験の研究にとっても重要な意義を持つ。
・中性子超流動渦糸の運動に伴う摩擦により生じる中性子星加熱効果の研究結果は、素粒子分野で近年注目を集めている一連の研究（中性子星温度観測を用いた暗黒物質探索の可能性の研究）に一石を投じるもので、非常に重要な成果である。
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