| 研究領域 | ニュートリノで拓く素粒子と宇宙 |
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| 研究課題/領域番号 |
19H05091
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
瀬戸 治 北海道大学, 高等教育推進機構, 特任准教授 (40547741)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | 右巻きニュートリノ / 重力波 / 相転移 / 初期宇宙 / 大統一理論 / ニュートリノ / 暗黒物質 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ニュートリノの非常に小さな質量の獲得には弱い相互作用をしない右巻きニュートリノがその根本にあると考えられており、右巻きニュートリノの質量の起源がニュートリノ質量起源の本質である。本研究では、初期宇宙で起こった右巻きニュートリノに質量を生成する真空の相転移により生成される重力波観測を通じて、重い右巻きニュートリノの質量起源となる高エネルギー領域でのニュートリノの相互作用を規定するゲージ対称性を解明する。
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| 研究実績の概要 |
高エネルギー領域で持ちうるニュートリノの相互作用のうち、最も有望なものはバリオン数とレプトン数の差（B－L）をゲージ化した模型である。これまでの研究で、電弱スケールよりずっと高いエネルギーでのエクストラU(1)対称性の強い一次相転移によって誘起される宇宙背景重力波が、そのゲージ結合定数がおよそ0.3程度の場合には、DECIGO や Cosmic Explorer 等の将来の重力波検出実験によって検出可能であることも明らかにしてきた。このようなエクストラU(1)対称性の存在を理論的に支持しているのは大統一理論である。右巻きニュートリノの相互作用がゲージ化されている場合の最も素朴な大統一理論は、ゲージ群 SO(10) に基づくものである。しかしながら、標準模型のゲージ群にB－Lゲージ対称を素朴に加えただけでは、ゲージ結合定数の高エネルギースケールが一致しない。この問題を解決するため、標準模型のゲージ郡を一旦 SU(5) に統一し、その SU(5)がエクストラU(1)とゲージ統一される可能性を考察した。研究では、ゲージ結合定数の統一がベクトルライククォーク対を導入により達成される模型を考え繰り込み群を解いて大統一すること、及び、SO(10) の破れから現れるエクストラ U(1) 対称性のゲージ結合定数が対称性の破れのスケールにおいて実際に 0.3程度となり一次相転移による破れによって生成される宇宙背景重力波が検出可能なほど大振幅になり得ることを示した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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