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テラスケール新物理と初期宇宙の進化とのつながりに関する理論的研究

公募研究

研究領域なぜ宇宙は加速するのか? - 徹底的究明と将来への挑戦 -
研究課題/領域番号 16H01093
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関富山大学

研究代表者

柿崎 充  富山大学, 大学院理工学研究部(理学), 准教授 (90612622)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード素粒子論 / 宇宙論 / 重力波 / ヒッグス粒子 / 暗黒物質 / バリオン数非対称性
研究実績の概要

本研究では、素粒子物理学の標準理論を超えた新しいテラスケール模型と初期宇宙の進化シナリオの間のつながりに関して研究を行ってきた。具体的には、これらのテラスケール模型の存在を仮定したときに予言される物理量の間の相関関係を調べてきた。また稼働中のラージ・ハドロン・コライダー (LHC) 、計画中の国際リニアコライダー (ILC) に代表される各種高エネルギー物理学実験や、暗黒物質検出実験、重力波干渉計等の宇宙観測で得られる実験データと比較し、多角的な観点から模型を解析することにより、テラスケールで実現されている真の物理理論に迫ることを目指してきた。
本年度は主として、宇宙のバリオン数非対称性を説明する有力なシナリオの一つである電弱バリオン数生成シナリオの謎に迫ることを念頭に起き、強い1次的電弱相転移を実現する様々なテラスケール模型を取り上げ、この相転移から発生する重力波に関する研究を行った。まず、強い1次的電弱相転移を実現し、且つ暗黒物質候補粒子も合わせ持つU(1)Xゲージ模型の現象論的解析を行った。そして、現在のLHC実験や暗黒物質直接検出実験からの制限が非常に強く、将来の宇宙空間で行われる重力波観測干渉計LISA及び DECIGOで観測できるほど重力波の振幅が大きくなる可能性は低いことを指摘した。また、これらの将来の重力波観測を使ったテラスケール模型のパラメータの決定精度を調べる研究も行った。その結果、重力波観測により決定できるパラメータの精度は、将来の高輝度 LHC や ILC を使ったパラメータの決定精度に比肩し、重力波観測と加速器実験はテラスケール模型を探索する上で相補的な役割を果たせることがわかった。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 オープンアクセス 4件、 査読あり 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 8件、 招待講演 2件) 備考 (4件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] 韓国高等科学院(韓国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] 韓国高等科学院(韓国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Gravitational waves from first order electroweak phase transition in models with the U(1)_X gauge symmetry2017

    • 著者名/発表者名
      K. Hashino, M. Kakizaki, S. Kanemura, P. Ko and T. Matsui
    • 雑誌名

      arXiv.org

      巻: -

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Report by the Committee on the Scientific Case of the ILC Operating at 250 GeV as a Higgs Factory2017

    • 著者名/発表者名
      S. Asai, J. Tanaka, Y. Ushiroda, M. Nakao, J. Tian, S. Kanemura, S. Matsumoto, S. Shirai, M. Endo and M. Kakizaki
    • 雑誌名

      arXiv.org

      巻: -

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Phenomenological signatures of mixed complex scalar WIMP dark matter2017

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Kakizaki, Akiteru Santa, and Osamu Seto
    • 雑誌名

      International Journal of Modern Physics A

      巻: 32 号: 10 ページ: 1750038-1750038

    • DOI

      10.1142/s0217751x17500385

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Gravitational waves and Higgs boson couplings for exploring first order phase transition in the model with a singlet scalar field2016

    • 著者名/発表者名
      Katsuya Hashino, Mitsuru Kakizaki, Shinya Kanemura, Pyungwon Ko, and Toshinori Matsui
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 766 ページ: 49-54

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2016.12.052

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Synergy between measurements of gravitational waves and the triple-Higgs coupling in probing the first-order electroweak phase transition2016

    • 著者名/発表者名
      Katsuya Hashino, Mitsuru Kakizaki, Shinya Kanemura, and Toshinori Matsui
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 94 号: 1 ページ: 015005-015005

    • DOI

      10.1103/physrevd.94.015005

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Relic abundance of the lightest Kaluza-Klein particle in phenomenological universal extra dimension models2018

    • 著者名/発表者名
      M. Kakizaki
    • 学会等名
      The 3rd Winter Toyama Mini-Workshop on Particle Physics and Cosmology "Basis of the Universe with Revolutionary Ideas 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Abundance of the lightest Kaluza-Klein particle in phenomenological universal extra dimension models2018

    • 著者名/発表者名
      M. Kakizaki
    • 学会等名
      Why does the Universe accelerate?-Exhaustive study and challenge for the future
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 重力波スペクトル及び加速器実験に基づくNMSSMの検証可能性2018

    • 著者名/発表者名
      池田一毅, 柿崎充, 兼村晋哉, 端野克哉
    • 学会等名
      日本物理学会 第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 端野克哉,柿崎 充,兼村晋哉,Pyungwon Ko,松井俊憲2018

    • 著者名/発表者名
      電弱一次相転移由来の重力波と加速器によるU(1)_Xゲージ対称性に基づく模型の検証
    • 学会等名
      日本物理学会 第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Probing first order phase transition by the combination of gravitational waves and Higgs couplings2018

    • 著者名/発表者名
      K. Hashino, M. Kakizaki, S. Kanemura, P. Ko and T. Matsui
    • 学会等名
      The 3rd Winter Toyama Mini-Workshop on Particle Physics and Cosmology "Basis of the Universe with Revolutionary Ideas 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Probing physics behind the electroweak symmetry breaking at future gravitational wave interferometers and future collider experiments2017

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Kakizaki
    • 学会等名
      Why does the Universe accelerate?-Exhaustive study and challenge for the future
    • 発表場所
      KEK, Japan
    • 年月日
      2017-03-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Probing physics behind the electroweak symmetry breaking at future gravitational wave interferometers and future collider experiments2017

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Kakizaki
    • 学会等名
      The 3rd Toyama International Workshop on "Higgs as a Probe of New Physics" (HPNP2017)
    • 発表場所
      University of Toyama, Japan
    • 年月日
      2017-03-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヒッグスと重力波2017

    • 著者名/発表者名
      柿崎充
    • 学会等名
      新テラスケール研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Indirect reach of heavy MSSM Higgs bosons by precision measurements at future lepton colliders2016

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Kakizaki
    • 学会等名
      The International Workshop on Future Linear Colliders (LCWS2016)
    • 発表場所
      Morioka, Japan
    • 年月日
      2016-12-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Probing physics behind the electroweak symmetry breaking at future gravitational wave interferometers and future collider experiments2016

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Kakizaki
    • 学会等名
      The 13th International Symposium on Cosmology and Particle Astrophysics (CosPA 2016)
    • 発表場所
      University of Sydney, Australia
    • 年月日
      2016-11-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Probing physics behind the electroweak symmetry breaking at future gravitational wave interferometers and future collider experiments2016

    • 著者名/発表者名
      Mitsuru Kakizaki
    • 学会等名
      The 26th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan
    • 発表場所
      Osaka City University, Japan
    • 年月日
      2016-10-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gravitational waves and Higgs boson couplings for exploring first order phase transition in the model with a singlet scalar field2016

    • 著者名/発表者名
      柿崎 充
    • 学会等名
      新ヒッグス勉強会第19回定例会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2016-10-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ヒッグス粒子と暗黒物質の性質から探る新物理理論2016

    • 著者名/発表者名
      柿崎 充
    • 学会等名
      Toyama Science GALA 2016
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2016-09-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Relic Abundance of the Lightest Kaluza-Klein Particle in Universal Extra Dimension Models2016

    • 著者名/発表者名
      柿崎 充
    • 学会等名
      Summer institute 2016
    • 発表場所
      Xi-Tou, Taiwan
    • 年月日
      2016-08-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 標準理論を超えた新物理2016

    • 著者名/発表者名
      柿崎 充
    • 学会等名
      加速器・物理合同 ILC 夏の合宿2016
    • 発表場所
      一関市
    • 年月日
      2016-07-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Probing physics behind the EWSB at future GW and collider experiments2016

    • 著者名/発表者名
      柿崎 充
    • 学会等名
      新ヒッグス勉強会第17回定例会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2016-05-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 富山大学 理論物理学研究室

    • URL

      http://www3.u-toyama.ac.jp/theory/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 富山大学 研究者総覧

    • URL

      http://evaweb.u-toyama.ac.jp/search?m=home&l=ja

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 富山大学研究者総覧

    • URL

      http://evaweb.u-toyama.ac.jp/html/88_ja.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 富山大学理論物理学研究室

    • URL

      http://www3.u-toyama.ac.jp/theory/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] The 3rd Winter Toyama Mini-Workshop on Particle Physics and Cosmology "Basis of the Universe with Revolutionary Ideas 20182018

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-26   更新日: 2022-04-28  

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