暗黒物質の特性解明へ向けた有効場の理論からのアプローチ

• 研究課題/領域番号: 24K17040
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 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
• 研究機関: 茨城大学
• 研究代表者: 山下 公子 茨城大学, 基礎自然科学野, 助教 (10980831)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2029-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2028年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2027年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 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: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
• キーワード: 暗黒物質 / 有効場の理論 / 素粒子理論 / 素粒子標準理論を超える新物理 / 初期宇宙

研究開始時の研究の概要

ヒッグスボソンが発見され、素粒子物理学の標準理論が確立されたが、天体や宇宙の観測から標準理論を超える物理の確かな証拠が集まっている。その中でも暗黒物質の存在とインフレーションを説明することは、基本的かつ挑戦的な課題である。

本研究では暗黒物質の一貫したモデルとその検出方法を有効場の理論を用いた観点から提案したい。暗黒物質の特性を明らかにするための理論として、質量の大きい未知の新粒子をあらわに含まない、より一般的なSMの素粒子と暗黒物質の場を演算子とした有効場の理論を用いたアプローチを取る。そして最近の理論的方法と融合させることで暗黒物質の現象からどの新粒子が存在しうるかを明らかにする。