| 研究課題/領域番号 |
20J11901
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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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 | 京都大学 |
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研究代表者 |
阿部 慶彦 京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-24 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2021年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2020年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
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| キーワード | 弱い重力予想 / 沼地予想 / 弦理論 / 標準模型を超える物理 / 暗黒物質 / スカラーセクター / レプトン数 / グラディエントフロー / 大域的対称性とゲージ対称性 / アクシオン / インフレーション |
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| 研究開始時の研究の概要 |
素粒子標準模型(SM)は非常に優れた有効理論であるが、暗黒物質の存在や宇宙のバリオン非対称性など説明できないいくつかの問題が存在する。一方、近年では量子重力理論と有効理論との整合性が活発に議論されおり、中でも弱い重力予想(WGC)は有効理論が満たすべき具体的な条件式として注目されている。
本研究では一般の相互作用・場まで含めたWGCの定式化を与え、量子重力理論と低エネルギー有効場理論との整合性を追求することで、量子重力理論の構造とそこから導かれる条件を明らかにすることを目的とする。また、この条件を用いることでSMを超えた新物理模型、実験・観測に新しい制限や提案を与え、究極理論の探索を進める。
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| 研究実績の概要 |
本年度は、沼地予想に動機付けされる標準模型超える物理模型の構築や、スカラーセクターの拡張に対する現象論、弱い重力予想の精密化を目指すための弦理論における結合定数の系統的な導出方法の研究を中心に行った。申請者を含むグループは、沼地予想に動機付けされる暗黒物質の模型を構築し、その現象論をすでに議論していた。本年度は、さらにこの模型と力の大統一理論との関係を明らかにし、力の大統一と量子重力理論の整合性の条件から許される、現在の観測量を説明する暗黒物質の質量の領域を明らかにした。
同様のスカラー暗黒物質の模型について、従来調べられていたものと異なるパラメータ空間に注目した際に、直接探索実験においてこの模型が予言する特徴についても議論した。
また、レプトン数に関する電荷を持つようなスカラー場と右手型ニュートリノが結合するような系において、重い右手型ニュートリノの3体崩壊によって生成されるレプトン数について調べた。
一方、弱い重力予想の精密化のために、弦理論に現れる非摂動的なオブジェクトであるブレーンに注目し系統的な結合定数の導出を行った。複数枚の磁場をまとうようなブレーンが記述する低エネルギー有効理論について、場の規格化、スカラーポテンシャルの係数を読み取ることで、ゲージ結合定数に加えて物質場の規格化や湯川結合定数の背景磁場依存性とモジュライ依存性を明らかにした。
上記に加え、近年注目されているグラディエントフローに基づく厳密くりこみ群のフローと固定点の構造について、スカラー場の理論において一般的にその構造を明らかにした。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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