ＬＨＣ実験を踏まえたＩＬＣ実験における暗黒物質探査

• 研究課題/領域番号: 23740169
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 松本 重貴 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 特任准教授 (00451625)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2013年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2012年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2011年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 暗黒物質 / ＩＬＣ / ＬＨＣ / 新物理模型 / 超対称模型 / 超対称標準模型

研究概要

本研究の目的は互いに密接した以下の二つにより構成されている。一つ目は現在までのＬＨＣ実験の結果を鑑み、その背後にある新物理を精査し、魅力的な暗黒物質候補を提案する事で、二つ目はこれらの暗黒物質候補の検証においてＩＬＣ実験がどの様な役割を果たし得るかを明らかにする事である。様々な成果を上げられたが、その中で最も大きな研究成果は最小超重力誘導型超対称理論を提案した事である。その結果、中性ウィーノ暗黒物質が予言され、その質量１ＴｅＶ程度以下となるため十分にＩＬＣ実験で検証可能である事が明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Mixed (Cold+Warm) Dark Matter in the Bino-Wino co-annihilation scenario (2014)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Ibe, Ayuki Kamada, and Shigeki Matsumoto
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 未定
  • 査読あり
• [雑誌論文] Flat Higgs Potential from Planck Scale Supersymmetry Breaking (2014)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Ibe, Shigeki Matsumoto, and Tsutomu T. Yanagida
  • 雑誌名: Physics Letters B 巻: 未定
  • 査読あり
• [雑誌論文] AMS-02 Positrons from Decaying Wino in the Pure Gravity Mediation Model (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Ibe, S. Matsumoto, S. Shirai, T. T. Yanagida
  • 雑誌名: JHEP 巻: 1307 号: 7 ページ: 63-63
  • DOI: 10.1007/jhep07(2013)063
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phenomenology of light fermionic asymmetric dark matter (2013)
  • 著者名/発表者名: Biplob Bhattacherjee, Shigeki Matsumoto, Satyanarayan Mukhopadhyay, Mihoko M. Nojiri
  • 雑誌名: JHEP 巻: 1310 号: 10 ページ: 32-32
  • DOI: 10.1007/jhep10(2013)032
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heavy Squarks and Light Sleptons in Gauge Mediation From the viewpoint of 125 GeV Higgs Boson and Muon g-2 (2013)
  • 著者名/発表者名: 伊部昌宏・松本重貴・柳田勉・磯崎統三
  • 雑誌名: Journal of Hiyli Energy Physics 巻: 1303 号: 3 ページ: 78-95
  • DOI: 10.1007/jhep03(2013)078
  • 査読あり
• [雑誌論文] Natural supersymmetry’s last hope: R-parity violation via UDD operators (2013)
  • 著者名/発表者名: Biplob Bhattacherjee, Jason L. Evans, Masahiro Ibe, Shigeki Matsumoto, and Tsutomu T. Yanagida
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 87 号: 11 ページ: 115002-115002
  • DOI: 10.1103/physrevd.87.115002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neutrinos at IceCube from Heavy Decaying Dark Matter (2013)
  • 著者名/発表者名: Brian Feldstein, Alexander Kusenko, Shigeki Matsumoto, and Tsutomu T. Yanagida
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 88 号: 1 ページ: 15004-15004
  • DOI: 10.1103/physrevd.88.015004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recent result of the AMS-02 experiment and decaying gravitino dark matter in gauge mediation (2013)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Ibe, Sho Iwamoto, Shigeki Matsumoto, Takeo Moroi, Norimi Yokozaki
  • 雑誌名: Journal of High Energy Physics 巻: 08 号: 8 ページ: 29-43
  • DOI: 10.1007/jhep08(2013)029
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pure Gravity Mediation of Supersymmetry Breaking at the LHC (2013)
  • 著者名/発表者名: Biplob Bhattacherjee, Brian Feldstein, Masahiro Ibe, Shigeki Matsumoto and Tsutomu T. Yanagida
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 87 号: 1 ページ: 15028-15028
  • DOI: 10.1103/physrevd.87.015028
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mass Splitting between Charged and Neutral Winos at Two-Loop Level (2013)
  • 著者名/発表者名: Masahiro Ibe, Shigeki Matsumoto and Ryosuke Sato
  • 雑誌名: Physics Letters B 巻: 未定
  • 査読あり
• [雑誌論文] Search for the Top Partner at the LHC using Multi-b-Jet Channels (2012)
  • 著者名/発表者名: 張ヶ谷圭介
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 86 号: 1 ページ: 15005-15005
  • DOI: 10.1103/physrevd.86.015005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pure Gravity Mediation with m_{3/2} = 10-100TeV (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Ibe, S. Matsumoto, T. T. Yanagida
  • 雑誌名: Phys. Rev. D 巻: 85 号: 9 ページ: 95011-95011
  • DOI: 10.1103/physrevd.85.095011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Testing little Higgs mechanism at future colliders (2012)
  • 著者名/発表者名: Keisuke Harigaya, et al
  • 雑誌名: JHEP 巻: 2012-1 号: 1 ページ: 135-135
  • DOI: 10.1007/jhep01(2012)135
  • 査読あり
• [雑誌論文] Discrimination of new physics models with the International Linear Collider (2011)
  • 著者名/発表者名: Masaki Asano, et al
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 84 号: 11 ページ: 115003-115003
  • DOI: 10.1103/physrevd.84.115003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Testing Higgs portal dark matter via Z fusion at a linear collider (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinya Kanemura, et al
  • 雑誌名: Physics Letters B 巻: 701 号: 5 ページ: 591-596
  • DOI: 10.1016/j.physletb.2011.06.040
  • 査読あり
• [雑誌論文] Studying Very Light Gravitino at the ILC (2011)
  • 著者名/発表者名: Shigeki Matsumoto, Takeo Moroi
  • 雑誌名: Phys.Lett.B 巻: B701 号: 4 ページ: 422-426
  • DOI: 10.1016/j.physletb.2011.06.010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Baryogenesis from Dark Sector (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Haba, S.Matsumoto
  • 雑誌名: Prog.Theor.Phys. 巻: 125 号: 6 ページ: 1311-1316
  • DOI: 10.1143/ptp.125.1311
  • NAID: 110008685836
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dark matter wants Linear Collider (2011)
  • 著者名/発表者名: Shigeki Matsumoto, Masaki Asano, Keisuke Fujii, Toru Honda, R. S. Hundi, Hideo Ito, Shinya Kanemura, Takehiro Nabeshima, Nobuchika Okada, Tomoyuki Saito, Taikan Suehara, Hitoshi Yamamoto
  • 雑誌名: Nuovo Cimento C 巻: 034 ページ: 93-100
  • 査読あり
• [学会発表] Non-WIMP dark amtter candidates (2014)
  • 著者名/発表者名: Shigeki Matsumoto
  • 学会等名: Matsue Pheno. Workshop
  • 発表場所: Matsue, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] Wino dark matter breaks the siege (2014)
  • 著者名/発表者名: Shigeki Matsumoto
  • 学会等名: Basis of the Universe with Revolutionary Ideas 2014
  • 発表場所: Toyama U. Japan
  • 招待講演
• [学会発表] High-scale SUSY breaking scenario (2014)
  • 著者名/発表者名: Shigeki Matsumoto
  • 学会等名: ATLAS workshop
  • 発表場所: U. Tokyo (Hongo), Japan
  • 招待講演
• [学会発表] High-scale SUSY breaking models in Light of the BICEP Result (2014)
  • 著者名/発表者名: Shigeki Matsumoto
  • 学会等名: 物理学会
  • 発表場所: 東海大学
• [学会発表] Revisiting Wino Dark Matter (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Matsumoto
  • 学会等名: The 3rd KIAS Workshop on Particle Physics and Cosmology
  • 発表場所: KIAS, Korea
  • 年月日: 2013-11-14
• [学会発表] Constraints on WIMP dark matter from collider experiments (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Matsumoto
  • 学会等名: JPS conference
  • 発表場所: Kochi U
  • 年月日: 2013-09-20
• [学会発表] A dark matter charged under U(1)_{B-L} (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Matsumoto
  • 学会等名: FLASY13
  • 発表場所: Niigata U
  • 年月日: 2013-07-03
• [学会発表] Phenomenology of Wino Dark Matter (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Matsumoto
  • 学会等名: Tohoku Workshop on Higgs and Beyond
  • 発表場所: Tohoku U
  • 年月日: 2013-06-07
• [学会発表] Asymmetric dark matter at ILC (2013)
  • 著者名/発表者名: Shigeki Matsumoto
  • 学会等名: ECFA2013
  • 発表場所: DESY, Germany
• [学会発表] Phenomenology of Wino Dark Matter (2013)
  • 著者名/発表者名: Shigeki Matsumoto
  • 学会等名: Tohoku Workshop on Higgs and Beyond
  • 発表場所: Tohoku U., Japan
  • 招待講演
• [学会発表] A dark matter charged under U(1)_{B-L} (2013)
  • 著者名/発表者名: Shigeki Matsumoto
  • 学会等名: FLASY13
  • 発表場所: Niigata, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] Phenomenology of a Fermionic ADM (2013)
  • 著者名/発表者名: Shigeki Matsumoto
  • 学会等名: SI2013
  • 発表場所: Jirisan National Park , Korea
• [学会発表] Decaying dark matter and the AMS-02 result (2013)
  • 著者名/発表者名: Shigeki Matsumoto
  • 学会等名: SUSY2013
  • 発表場所: ICTP, Itary
• [学会発表] 加速器実験からの制限 (2013)
  • 著者名/発表者名: Shigeki Matsumoto
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 高知大学
  • 招待講演
• [学会発表] Wino Dark Matter Revisited (2013)
  • 著者名/発表者名: Shigeki Matsumoto
  • 学会等名: The 3rd KIAS Workshop on Particle Physics and Cosmology
  • 発表場所: KIAS, Korea
  • 招待講演
• [学会発表] Detecting Wino Dark Matter at Gamma-ray Observations (2013)
  • 著者名/発表者名: Shigeki Matsumoto
  • 学会等名: KEK-PH 2013
  • 発表場所: Hiroshima Univ.
• [学会発表] Detecting Wino Dark Matter at Gamma-ray Observations (2013)
  • 著者名/発表者名: Shigeki Matsumoto
  • 学会等名: JPS conference
  • 発表場所: High Energy Accelerator Research Organization (KEK)
• [学会発表] Dark matter and Baryon asymmetries from sneutrino condensate (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Matsumoto
  • 学会等名: Dark matter and new physics
  • 発表場所: KITPC, Beijing China
  • 年月日: 2012-10-19
• [学会発表] Phenomenology of Pure Gravity Mediation (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Matsumoto
  • 学会等名: SKKU Symposium on Astrophysics and Cosmology
  • 発表場所: Sungkyunkwan U., Korea
  • 年月日: 2012-08-30
• [学会発表] Phenomenology of the Wino Dark Matter (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Matsumoto
  • 学会等名: Summer Institute 2012
  • 発表場所: Sun Moor Lake, Taiwan
  • 年月日: 2012-08-23
• [学会発表] Current Status of Dark Matter Studies (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Matsumoto
  • 学会等名: Summer School
  • 発表場所: Fuji-Yoshida, Yamanashi
  • 年月日: 2012-08-02
• [学会発表] The GeV-scale dark matter with B-L asymmetry (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Matsumoto
  • 学会等名: Workshop on Particle physics and cosmology
  • 発表場所: Toyama U
  • 年月日: 2012-02-21
• [学会発表] 暗黒物質研究の現状 ～暗黒物質の正体解明に向けて～ (2012)
  • 著者名/発表者名: Shigeki Matsumoto
  • 学会等名: 原子核三者若手夏の学校（三者共通講義）
  • 発表場所: 山梨県富士吉田
  • 招待講演
• [学会発表] Phenomenology of the Wino Dark Matter (2012)
  • 著者名/発表者名: Shigeki Matsumoto
  • 学会等名: Summer Institute 2012
  • 発表場所: Sun Moor Lake (Taiwan)
  • 招待講演
• [学会発表] Phenomenology of Pure Gravity Mediation (2012)
  • 著者名/発表者名: Shigeki Matsumoto
  • 学会等名: SKKU Symposium on Astrophysics and Cosmology
  • 発表場所: Sungkyunkwan Univ. (Korea)
  • 招待講演
• [学会発表] Collider Signals of the Pure Gravity Mediation Model (2012)
  • 著者名/発表者名: Shigeki Matsumoto
  • 学会等名: JPS conference
  • 発表場所: Kyoto Sangyo Univ.
• [学会発表] Pure Gravity Mediation model of SUSY breaking (2012)
  • 著者名/発表者名: Shigeki Matsumoto
  • 学会等名: Japanese-German Symposium
  • 発表場所: Kanazawa Univ.
  • 招待講演
• [学会発表] Current status of dark matter phenomenology (2012)
  • 著者名/発表者名: Shigeki Matsumoto
  • 学会等名: CST & MISC Joint Symposium on Particle Physics
  • 発表場所: Kyoto Sangyo Univ.
  • 招待講演
• [学会発表] The GeV-scale dark matter with B-L asymmetry, International Workshop on Neutrino Physics (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Matsumoto
  • 学会等名: Dark Matter and Gamma Rays
  • 発表場所: National Chiao Tung University
  • 年月日: 2011-11-05
• [学会発表] Studying Very Light Gravitino at the ILC
  • 著者名/発表者名: 松本重貴
  • 学会等名: The 20th General Meeting of the ILC Physics Working Group
  • 発表場所: 高エネルギー加速器研究機構
• [学会発表] Studying very light gravitino at the ILC
  • 著者名/発表者名: 松本重貴
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 弘前大学
• [学会発表] Testing Little Higgs Mechanism at Future Colliders
  • 著者名/発表者名: 松本重貴
  • 学会等名: LCWS11
  • 発表場所: グラナダ（スペイン）
• [学会発表] The GeV-scale dark matter with B-L asymmetry
  • 著者名/発表者名: 松本重貴
  • 学会等名: International Workshop on Neutrino Physics, Dark Matter and Gamma Rays(招待講演)
  • 発表場所: 国際交通大学（台湾）
• [学会発表] The GeV-scale dark matter with B-L asymmetry
  • 著者名/発表者名: 松本重貴
  • 学会等名: Workshop on Particle physics & Cosmology(招待講演)
  • 発表場所: 富山大学
• [学会発表] New Physics beyond the SM in light of recent LHC data
  • 著者名/発表者名: 松本重貴
  • 学会等名: ILC Detector Meeting(招待講演)
  • 発表場所: 高エネルギー加速器研究機構
• [学会発表] The GeV-scale dark matter with B-L asymmetry
  • 著者名/発表者名: 松本重貴
  • 学会等名: 日本物理学会
  • 発表場所: 関西学院大学