| 研究課題/領域番号 |
21K03549
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
阿部 智広 東京理科大学, 創域理工学部先端物理学科, 准教授 (70712727)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2024年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 暗黒物質 / 重力波 / 素粒子標準模型を超える物理 / 素粒子現象論 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
暗黒物質の性質を調べるにはボルツマン方程式を解いて、暗黒物質の熱的残存量を計算し、それが測定されている暗黒物質のエネルギー密度と一致する様に模型のパラメータを決定することが必要である。従来はその際に暗黒物質の温度は熱浴の温度と同じであると仮定されていた。しかし、その仮定は妥当ではないこともわかってきた。本研究では正しい計算方法の定式化と、それを用いた暗黒物質模型の検証方法を明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
暗黒物質の直接探索実験からの強い制限を避けられるシナリオの１つである擬南部ゴールドストン暗黒物質の模型構築とその現象論の解析を行なった。擬南部ゴールドストン模型ではドメインウォール問題を避けるために離散対称性をゲージ対称性に埋め込むことが考えられる。そのような模型としてU(1)ゲージ対称性を利用する模型は提案されていたものの，ランダウポールが10--100 TeVスケールに発生するために紫外完全化が必要であったり，２つの真空期待値の間に極端に大きい階層性を仮定する必要のある模型となっていた。これらを必要としない，より簡素な模型を構築した。結果はプレプリントで発表した。（実績報告書を書いている2024年度現在，論文誌で出版済）
新たなスカラー場が導入される暗黒物質模型では，そのスカラー場の相転移により重力波が生じる可能性がある。近年の重力は検出の進展を鑑み，重力波によって暗黒物質模型の検証が可能となりつつある。これまで調べてきた暗黒物質模型で重力波が生じるかどうか，生じる場合に検証できる暗黒物質の質量領域はどこか，などを章関した。結果は論文誌で査読中である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
共同研究者の所属の移動などにより，議論の時間の確保に苦労したため。
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| 今後の研究の推進方策 |
引き続き擬南部ゴールドストン暗黒物質模型に着目する。具体的には SU(2)ゲージ対称性を持つ模型や，暗黒物質が複数成分になるシナリオに取り組む。特に後者は従来の擬南部ゴールドストン模型と異なり，直接実験探索での検証可能性が高まるのでそれを精査する。
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