| 研究課題/領域番号 |
22K14029
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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 |
殷 文 東北大学, 理学研究科, 助教 (20908719)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2027-03-31
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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 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2026年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2025年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2024年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2023年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 粒子崩壊 / ダークマター / 赤外線分光器 / WINERED / アクシオン / ボーズ増幅 / ホットダークマター / 間接探索実験 / 加速器 / 暗黒物質 / 粒子生成 / インフレーション / 直接探索実験 / ダークセクター / ヒッグス / マルチメッセンジャー |
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| 研究開始時の研究の概要 |
新物理法則の証拠は明らかに存在しているが、その代表である新粒子の正体は謎に包まれている。本研究では新物理法則のエネルギースケールが電弱スケール(中性子質量の１００倍くらい)より小さい可能性に着目する。新法則に伴う粒子は暗黒物質のように目に見えずさわれないものであったとしても、既知の素粒子の崩壊で自然かつ効率的に生成され、光に近い速度を持ちあらゆる障害物を通り抜け、検出器まで到達しうる。新粒子が他目的で計画、建設された実験でどのように計測されるかを研究することで、素粒子の伝搬、崩壊、検出などの理論的理解を深めるとともに、新物理の実験的可能性を広げ、既存の実験計画に新たな意義を与える。
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| 研究実績の概要 |
粒子崩壊に基づき、ダークマターの検証を目的した、赤外線分光技術を応用した探索実験を提唱した。これは、最先端赤外線分光器を用いて、矮小楕円体銀河を分光することにダークマター探索について著しい感度を得られる手法である。提唱手法に基づき実際の観測実験を２時間程度行った。その結果、対応するダークマター質量について世界で最高感度の制限を得られた。これは、提唱から約一年で世界的な感度を得られた本研究は、従来実験に数年かかるダークマター探索の歴史でも稀に見る超効率的なものと言わざるを得ない。このことから、本研究提案は現時点ですでに大成功している。
また、約40年前のパラダイムであったホットダークマターはすでにその構造形成の制限から排除されていると広く考えられた。私は、同様の模型において、初期宇宙で重い粒子の崩壊によりダークマターが生成される場合において、ボーズ増幅の効果を考慮した。その結果、同じ模型においても、ダークマターが非自明な運動量分布により生成されることがわかった。このことから、構造形成と無矛盾となりうることを指摘した。本研究成果をもとで、私は中村誠太郎賞を受賞した。
今年度では、これらを２本を含む、査読済み論文10と査読中論文4本を発表している。また、招待公演は14回である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
本研究において提案した観測実験が非常にうまく進んでいる。
粒子崩壊に関する新しい理論的な知見も得られた。
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| 今後の研究の推進方策 |
さらなる観測実験とデータ解析を進める。また、粒子崩壊に基づく、新たな探索実験原理を提案する。
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