| 研究課題/領域番号 |
23K20232
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| 補助金の研究課題番号 |
20H01895 (2020-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2020-2023) |
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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 | 東京大学 |
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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, 教授 (00451625)
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| 研究分担者 |
白井 智 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 准教授 (10784499)
林 航平 仙台高等専門学校, 総合工学科, 講師 (20771207)
張ヶ谷 圭介 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 客員准科学研究員 (40974168)
久野 純治 名古屋大学, 理学研究科, 教授 (60300670)
Binder Tobias 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 特任研究員 (30847009)
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| 研究期間 (年度) |
2024-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2024年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2023年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2022年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2021年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2020年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
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| キーワード | 暗黒物質 / 直接探査 / 間接探査 / 加速器探査 / 暗黒物質分布評価 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
暗黒物質の最有力候補の一つである弱電荷を持つ熱的暗黒物質について、その検証に関連する物理量（直接探査における暗黒物質と核子の散乱断面積、間接探査における近傍銀河の暗黒物質分布と暗黒物質の対消滅断面積、加速器探査における暗黒物質及び荷電SU(2)パートナー粒子のシグナル評価）を理論的に評価し、次世代大型実験の提案・計画に寄与する研究を行う。
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| 研究成果の概要 |
弱電荷を持つ熱的暗黒物質（EWIMP）に関する主な成果は、以下の通りである。① 研究当初は十分に検討されていなかったボソン型EWIMPの理論構築と解析を進展させた。② EWIMPの間接検出における主要ターゲットである矮小楕円体銀河について、その動力学モデルを精査し、暗黒物質分布の高精度推定を実現した。③ EWIMPの加速器探査で必要となる高精度の理論予測を行い、その結果はLHC実験の公式解析に組み込まれた。④ EWIMPの直接探査における非弾性散乱過程に着目し、探査可能領域を大幅に拡張する解析手法を提案した。⑤ EWIMPの存在が示唆する新物理として、超対称性理論とは異なるモデルを構築した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究のうち、加速器探査に関する成果は国際プロジェクトであるLHCの公式解析に組み込まれており、暗黒物質分布に関する成果も、近く主導予定の国際プロジェクトPFS（すばる望遠鏡による大規模分光観測）に直接的に結びついている。ボソン型EWIMPの研究は海外でも注目を集め、最終的にはフェルミオン型を含む様々な弱電荷を持つケースが網羅的に研究され、各種EWIMPと原子核との散乱断面積が体系的に評価された。これらの成果は、次世代の国際的な地下実験（直接探査）を推進する上で、きわめて重要な理論的動機の一つとなっている。以上のことから、本研究で得られた成果の多くは、学術的にも社会的にも大きな意義を有する。
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