| 研究課題/領域番号 |
21K03571
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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 | 富山大学 |
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研究代表者 |
柿崎 充 富山大学, 学術研究部理学系, 准教授 (90612622)
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| 研究分担者 |
朴 銀鏡 富山大学, 学術研究部教育研究推進系, 講師 (20595897)
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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 (2022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)
2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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| キーワード | 素粒子論 / 宇宙論 / ヒッグス粒子 / 暗黒物質 / 余剰次元 / インフレーション / ヒッグスセクター / 新物理理論 / 初期宇宙 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
2012年にヒッグス粒子が発見されたものの、ヒッグス粒子の個数や性質は未だ不明である。また、暗黒物質が宇宙に存在することが明らかになったものの、暗黒物質の正体も未だ不明である。本研究では、ヒッグス粒子の物理と暗黒物質の物理を融合し、理論的予言と実験データとを比較することにより、素粒子物理学の標準理論を超えた新物理理論、及び初期宇宙の進化の様子を解明することを目的とする。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、ヒッグスセクターの物理と暗黒物質の物理を融合することにより、素粒子物理学の標準理論を超えた真の物理理論に迫ることを目指しており、様々な素粒子モデルにおいて現象論的な解析、及び新しい素粒子モデルの提唱を行っている。
当該年度は、ヒッグスセクターが拡張された様々な拡張ヒッグスモデルを取り上げ、ヒッグスポテンシャルの形状とヒッグス粒子の自己3点結合の値の系統的な分類を試みた。ここで、これまで無視されることの多かった量子補正の効果を取り入れた計算を行っている。現在、種々の擬南部ゴールドストンモデルにおいて、ヒッグス粒子の自己3点結合の計算を行っている。他の拡張ヒッグスモデルにおいても同様の計算を行い、高輝度大型ハドロン衝突型加速器、国際リニアコライダー等の将来加速器実験データを用いた峻別可能性について解析を行っている。
また、拡張ヒッグスセクターと暗黒物質候補粒子を持つU(1)ゲージ拡張モデルを提案した。このモデルでは暗黒物質候補粒子の他に暗黒光子、ダークヒッグス粒子といった新たな粒子が導入され、暗黒物質候補粒子とヒッグスセクターの相互作用が複雑になる。本研究では特に暗黒物質候補粒子がギガ電子ボルト以下の小さな質量を持つ場合に着目し、この暗黒物質候補粒子の残存量を計算した。このような場合、標準理論ヒッグス粒子、ダークヒッグス粒子も暗黒物質候補粒子の消滅過程に寄与するため、残存量が増大することを示した。この研究成果について現在、論文執筆中である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
ヒッグスセクターが拡張された様々な拡張ヒッグスモデルで量子補正も含めたヒッグスポテンシャルの計算、ヒッグス粒子の自己3点結合の計算を進行中である。また、実際にヒッグスセクターの物理と暗黒物質の物理が密接に絡み合うモデルを提案でき、暗黒物質候補粒子の残存量の計算にヒッグスセクターの粒子が重要な役割を果たすことを示せた。この研究成果について現在、論文執筆中である。
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| 今後の研究の推進方策 |
擬南部ゴールドストンモデルやその拡張モデルにおける量子補正を含めたヒッグスポテンシャルの解析を完了する。また、最近公開された繰り込み可能な拡張ヒッグスモデルにおけるヒッグス粒子の自己３点結合の数値計算ツールも積極的に活用し、他のモデルも含めた効率的なヒッグスポテンシャルの分類を試みる。また、ヒッグスセクターと暗黒物質が絡み合う他のモデルを探索し、現象論的解析を行なっていきたい。
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