• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2020 年度 実績報告書

物質の起源を解明する新たな素粒子模型と初期宇宙進化の理論研究

計画研究

研究領域地下から解き明かす宇宙の歴史と物質の進化
研究課題/領域番号 19H05810
研究機関東京大学

研究代表者

濱口 幸一  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (80431899)

研究分担者 松本 重貴  東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 教授 (00451625)
柳田 勉  東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 客員上級科学研究員 (10125677)
Melia Thomas  東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 特任助教 (30814909)
長峯 健太郎  大阪大学, 理学研究科, 教授 (50714086)
研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2024-03-31
キーワード標準模型を超える物理 / 暗黒物質 / 宇宙の物質反物質非対称性 / ニュートリノ質量の起源
研究実績の概要

濱口は、領域内の別の計画研究の分担者らとの共同研究により、将来のアクシオン・ヘリオスコープ検出器を用いた超新星アクシオン検出の可能性を議論し、O(100)pc以内の近傍超新星由来のアクシオンを検出しうることを明らかにした。
松本はTeVスケールの重い熱的暗黒物質について、地下実験における直接探査と相補的な役割を果たす間接及び加速器探査の研究を行った。前者では、重要な役割を果たす矮小楕円体銀河の暗黒物質分布について新しい手法を開発しJ因子を評価した。後者では、Drell-Yan過程を用いた間接シグナルについて非摂動効果を取り入れ評価した。
長峯は、冷たい暗黒物質(CDM)に基づいた宇宙論的流体シミュレーションを用いて宇宙におけるCDMとバリオンの分布の違いについて研究を進めた。スペインと名古屋大との共同研究においては、そのバイアスのスケール依存性を定量的に評価した。また、CDMモデルの妥当性の検証につながると期待される中性水素の3次元分布に関しても、観測プロジェクトとの比較を実施した。
NANOGrav観測グループが2020年度に重力波と考えれる事象を発見した。一方、LIGOの重力波観測は太陽質量の数十倍の質量を持つ原子ブラックホールの合体で説明できる。柳田は川崎らとの共同研究でNANOGravの重力波とLIGOの観測を同時に説明できる模型を発見した。
Melia developed a new effective field theory to describe gapped vibrational interactions in crystals, based on a particular breaking pattern of Lorentz symmetry. This EFT can describe the interactions of low-energy phonons in materials such as bi-layer graphene, providing predictions for e.g. phonon decay rates. It can also be utilized to calculate the scattering of light dark matter off collective modes in crystals that have been proposed for direct detection experiments.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

・論文リストや学会発表リストにあるように、代表者・分担者ともに順調に研究業績をあげている。
・2020年5月27日には同研究領域の計画研究E02とオンライン合同勉強会を開催した。E01(標準模型を超える物理)とE02(超新星の物理)の双方からチュートリアル講演があり、研究交流、および今後の連携研究の可能性の議論が行われた。
・2021年2月12日と15日にオンライン研究会「ニュートリノを伴わない二重ベータ崩壊とその周辺」を主催した。(参加者150名以上。)素粒子・原子核の両分野からの講演を通して分野を超えた情報交換・研究交流をはかることも出来た。
・以上のように領域内外の分野を超えた研究交流においても進捗があった。

今後の研究の推進方策

今後も、本計画研究の目的である
(1)宇宙の物質反物質非対称性の起源およびニュートリノ質量生成機構の解明、
(2)暗黒物質の正体・起源の解明、
(3) (1), (2) を含む新たな素粒子模型・宇宙シナリオの構築、
のため、代表者・分担者・博士研究員によって、インフレーションから物質反物質非対称性の生成、暗黒物質生成、宇宙の構造形成までの研究を進めていく。
また2021年度は本計画研究(E01)主催のオンライン国際研究会、第二回E01-E02合同勉強会、A01,A02と合同のニュートリノを伴わない二重ベータ崩壊に関する研究会(またはスクール)などの研究会合を予定しており、計画研究の枠を超えた連携もさらに強化していく。

  • 研究成果

    (55件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (31件) (うち国際共著 27件、 査読あり 31件、 オープンアクセス 21件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 5件、 招待講演 10件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] IBS/KAIST(韓国)

    • 国名
      韓国
    • 外国機関名
      IBS/KAIST
  • [国際共同研究] Tsung-Dao Lee Institute(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Tsung-Dao Lee Institute
  • [国際共同研究] Padova大学(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      Padova大学
  • [国際共同研究] DESY/ハイデルベルグ大学/Max-Planck研究所ハイデルベルグ(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      DESY/ハイデルベルグ大学/Max-Planck研究所ハイデルベルグ
    • 他の機関数
      1
  • [国際共同研究] UC Berkeley/Princeton IAS/シカゴ大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      UC Berkeley/Princeton IAS/シカゴ大学
    • 他の機関数
      6
  • [国際共同研究]

    • 他の国数
      5
  • [雑誌論文] Shining primordial black holes2021

    • 著者名/発表者名
      Hertzberg Mark P.、Nurmi Sami、Schiappacasse Enrico D.、Yanagida Tsutomu T.
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 103 ページ: 063025

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.103.063025

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] NANOGrav Results and LIGO-Virgo Primordial Black Holes in Axionlike Curvaton Models2021

    • 著者名/発表者名
      Inomata Keisuke、Kawasaki Masahiro、Mukaida Kyohei、Yanagida Tsutomu T.
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 126 ページ: 131301

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.126.131301

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Oscillons of axion-like particle: mass distribution and power spectrum2021

    • 著者名/発表者名
      Kawasaki Masahiro、Nakano Wakutaka、Nakatsuka Hiromasa、Sonomoto Eisuke
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 2021 ページ: 061~061

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2021/01/061

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A model of interacting dark matter and dark radiation for H0 and σ8 tensions2021

    • 著者名/発表者名
      Choi Gong jun、Yanagida Tsutomu T.、Yokozaki Norimi
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2021 ページ: 1

    • DOI

      10.1007/JHEP01(2021)127

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 2, 12, 117, 1959, 45171, 1170086, …: a Hilbert series for the QCD chiral Lagrangian2021

    • 著者名/発表者名
      Graf Lukas、Henning Brian、Lu Xiaochuan、Melia Tom、Murayama Hitoshi
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2021 ページ: 1

    • DOI

      10.1007/JHEP01(2021)142

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Proton decay in product group unification2021

    • 著者名/発表者名
      Evans Jason L.、Ibe Masahiro、Yanagida Tsutomu T.
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 103 ページ: 035009

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.103.035009

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Dark photon dark matter in the minimal B-L model2021

    • 著者名/発表者名
      Choi Gong jun、Yanagida Tsutomu T.、Yokozaki Norimi
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2021 ページ: 1

    • DOI

      10.1007/JHEP01(2021)057

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Statistical Correlation between the Distribution of Lyα Emitters and Intergalactic Medium H i at z ~ 2.2 Mapped by the Subaru/Hyper Suprime-Cam2021

    • 著者名/発表者名
      Liang Yongming、Kashikawa Nobunari、Cai Zheng、Fan Xiaohui、Prochaska J. Xavier、Shimasaku Kazuhiro、Tanaka Masayuki、Uchiyama Hisakazu、Ito Kei、Shimakawa Rhythm、Nagamine Kentaro、Shimizu Ikkoh、Onoue Masafusa、Toshikawa Jun
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 907 ページ: 3~3

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abcd93

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Environmental Dependence of Galactic Properties Traced by Lyα Forest Absorption: Diversity among Galaxy Populations2021

    • 著者名/発表者名
      Momose Rieko、Shimasaku Kazuhiro、Kashikawa Nobunari、Nagamine Kentaro、Shimizu Ikkoh、Nakajima Kimihiko、Terao Yasunori、Kusakabe Haruka、Ando Makoto、Motohara Kentaro、Spitler Lee
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 909 ページ: 117~117

    • DOI

      10.3847/1538-4357/abd2af

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] R-symmetric flipped SU(5)2020

    • 著者名/発表者名
      Hamaguchi Koichi、Hor Shihwen、Nagata Natsumi
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2020 ページ: 1

    • DOI

      10.1007/JHEP11(2020)140

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Covariantizing phase space2020

    • 著者名/発表者名
      Larkoski Andrew J.、Melia Tom
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 102 ページ: 094014

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.102.094014

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Supernova-scope for the direct search of Supernova axions2020

    • 著者名/発表者名
      Ge Shao-Feng、Hamaguchi Koichi、Ichimura Koichi、Ishidoshiro Koji、Kanazawa Yoshiki、Kishimoto Yasuhiro、Nagata Natsumi、Zheng Jiaming
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 2020 ページ: 059~059

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2020/11/059

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Feebly interacting U(1)B-L gauge boson warm dark matter and XENON1T anomaly2020

    • 著者名/発表者名
      Choi Gongjun、Yanagida Tsutomu T.、Yokozaki Norimi
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 810 ページ: 135836~135836

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2020.135836

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] XENON1T anomaly and its implication for decaying warm dark matter2020

    • 著者名/発表者名
      Choi Gongjun、Suzuki Motoo、Yanagida Tsutomu T.
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 811 ページ: 135976~135976

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2020.135976

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Effective field theory for acoustic and pseudoacoustic phonons in solids2020

    • 著者名/発表者名
      Esposito Angelo、Geoffray Emma、Melia Tom
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 102 ページ: 105009

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.102.105009

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] QCD axion from a spontaneously broken B-L gauge symmetry2020

    • 著者名/発表者名
      Choi Gongjun、Suzuki Motoo、Yanagida Tsutomu T.
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2020 ページ: 1

    • DOI

      10.1007/JHEP07(2020)048

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Leptogenesis in the minimal gauged U(1)Lμ-Lτ model and the sign of the cosmological baryon asymmetry2020

    • 著者名/発表者名
      Asai Kento、Hamaguchi Koichi、Nagata Natsumi、Tseng Shih-Yen
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 2020 ページ: 013~013

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2020/11/013

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Strongly-interacting massive particle and dark photon in the era of the intensity frontier2020

    • 著者名/発表者名
      Kamada Ayuki、Yamada Masaki、Yanagida Tsutomu T.
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 102 ページ: 075001

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.102.075001

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Degenerate fermion dark matter from a broken U(1)B-L gauge symmetry2020

    • 著者名/発表者名
      Choi Gongjun、Suzuki Motoo、Yanagida Tsutomu T.
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 102 ページ: 035022

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.102.035022

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Gravitational wave production right after a primordial black hole evaporation2020

    • 著者名/発表者名
      Inomata Keisuke、Kawasaki Masahiro、Mukaida Kyohei、Terada Takahiro、Yanagida Tsutomu T.
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 101 ページ: 123533

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.101.123533

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] New approach to neutrino masses and leptogenesis with Occam’s razor2020

    • 著者名/発表者名
      Barreiros D.M.、Joaquim F.R.、Yanagida T.T.
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 102 ページ: 055021

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.102.055021

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] J-factor estimation of Draco, Sculptor, and Ursa Minor dwarf spheroidal galaxies with the member/foreground mixture model2020

    • 著者名/発表者名
      Horigome Shun-ichi、Hayashi Kohei、Ibe Masahiro、Ishigaki Miho N、Matsumoto Shigeki、Sugai Hajime
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 499 ページ: 3320~3337

    • DOI

      10.1093/mnras/staa2909

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Degenerate Sub-keV fermion dark matter from a solution to the Hubble tension2020

    • 著者名/発表者名
      Choi Gongjun、Suzuki Motoo、Yanagida Tsutomu T.
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 101 ページ: 075031

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.101.075031

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Muon g-2 vs LHC Run 2 in supersymmetric models2020

    • 著者名/発表者名
      Endo Motoi、Hamaguchi Koichi、Iwamoto Sho、Kitahara Teppei
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2020 ページ: 1

    • DOI

      10.1007/JHEP04(2020)165

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Axion star nucleation in dark minihalos around primordial black holes2020

    • 著者名/発表者名
      Hertzberg Mark P.、Schiappacasse Enrico D.、Yanagida Tsutomu T.
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 102 ページ: 023013

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.102.023013

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Muon g-2 in Higgs-anomaly mediation2020

    • 著者名/発表者名
      Yanagida Tsutomu T.、Yin Wen、Yokozaki Norimi
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2020 ページ: 1

    • DOI

      10.1007/JHEP06(2020)154

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Implications for dark matter direct detection in the presence of LIGO-motivated primordial black holes2020

    • 著者名/発表者名
      Hertzberg Mark P.、Schiappacasse Enrico D.、Yanagida Tsutomu T.
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 807 ページ: 135566~135566

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2020.135566

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Quintessence axion dark energy and a solution to the hubble tension2020

    • 著者名/発表者名
      Choi Gongjun、Suzuki Motoo、Yanagida Tsutomu T.
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 805 ページ: 135408~135408

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2020.135408

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Unification for darkly charged dark matter2020

    • 著者名/発表者名
      Kamada Ayuki、Yamada Masaki、Yanagida Tsutomu T.
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 102 ページ: 015012

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.102.015012

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Starbursting [O III] emitters and quiescent [C II] emitters in the reionization era2020

    • 著者名/発表者名
      Arata Shohei、Yajima Hidenobu、Nagamine Kentaro、Abe Makito、Khochfar Sadegh
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 498 ページ: 5541~5556

    • DOI

      10.1093/mnras/staa2809

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Three-dimensional Distribution Map of H i Gas and Galaxies around an Enormous Lyα Nebula and Three QSOs at z = 2.3 Revealed by the H i Tomographic Mapping Technique2020

    • 著者名/発表者名
      Mukae Shiro、et.al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 896 ページ: 45~45

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ab8db7

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Review on WIMP dark matter2021

    • 著者名/発表者名
      松本重貴
    • 学会等名
      International Symposium of JSPS Core-to-Core program “DMNet”
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] How important is the Higgs invisible decay search for dark matter?2021

    • 著者名/発表者名
      松本重貴
    • 学会等名
      HPNP2021
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] チュートリアル:レプトジェネシス(とニュートリノレス二重ベータ崩壊)2021

    • 著者名/発表者名
      濱口幸一
    • 学会等名
      ニュートリノを伴わない二重ベータ崩壊とその周辺
  • [学会発表] "Probing the IGM via Mock Metal Observations at z=2.0~3.0"2021

    • 著者名/発表者名
      Jackson, M. N., Nagamine, K., Shimizu, I.
    • 学会等名
      CfCA Users' Meeting, NAOJ (online) (Jan 19-20, 2021)
  • [学会発表] Development of a Riemann-type solver for the hyperbolic formulation of anisotropic heat conduction for magnetohydrodynamic code2021

    • 著者名/発表者名
      N. Ledos, S. Takasao, K. Nagamine
    • 学会等名
      CfCA Users' Meeting, NAOJ (online) (Jan 19-20, 2021)
  • [学会発表] Session 3: Dust and Metals in Galaxies (Including AGNs). Simulations2020

    • 著者名/発表者名
      K. Nagamine
    • 学会等名
      The Rise of Metals and Dust in Galaxies through Cosmic Time
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dark matter detection @ future lepton colliders2020

    • 著者名/発表者名
      松本重貴
    • 学会等名
      KEK-PH Lectures & Workshops
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 原始銀河団中ガスのLyα放射と金属組成比分布2020

    • 著者名/発表者名
      Fukushima, K., Nagamine, K., Shimizu, I.
    • 学会等名
      2020年秋季天文学会
  • [学会発表] AGN Feedback Model in GADGET3- Osaka: Cosmological Simulation2020

    • 著者名/発表者名
      Wiliardy, A., Nagamine, K., Cen, R.
    • 学会等名
      2020年秋季天文学会
  • [学会発表] 高分解能シミュレーションに基づいた超新星フィードバックモデルの構築2020

    • 著者名/発表者名
      Oku, Y., Tomida, K., Nagamine, K., Shimizu, I., Cen, R.
    • 学会等名
      2020年秋季天文学会
  • [学会発表] Synthetic Metal Observations of z=2.0 IGM within Osaka Feedback Model Simulations2020

    • 著者名/発表者名
      Jackson, N., Nagamine, K., Shimizu, I.
    • 学会等名
      2020年秋季天文学会年会
  • [学会発表] Galaxy Formation: theory2020

    • 著者名/発表者名
      Nagamine, K.
    • 学会等名
      Galaxy-IGM workshop (銀河IGM研究会)
    • 招待講演
  • [学会発表] チュートリアル:アクシオンとその周辺2020

    • 著者名/発表者名
      濱口幸一
    • 学会等名
      新学術「地下宇宙」E01-E02 合同勉強会
    • 招待講演
  • [学会発表] 標準模型を超える物理と中性子星2020

    • 著者名/発表者名
      濱口幸一
    • 学会等名
      素粒子若手オンライン研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] Does ILC really plays an important role to detect dark matter?2020

    • 著者名/発表者名
      松本重貴
    • 学会等名
      ILC Summer camp
    • 招待講演
  • [学会発表] 銀河形成理論レビュー (Galaxy Formation: theory review)2020

    • 著者名/発表者名
      Nagamine, K.,
    • 学会等名
      銀河・銀河間物質研究会", online (Aug 3-7, 2020) 招待レビュー講演
    • 招待講演
  • [学会発表] Metal & Dust in Cosmological Hydrodynamic Simulations2020

    • 著者名/発表者名
      Nagamine, K.
    • 学会等名
      Dust2020 in Marseille, The Rise of Metals and Dust in Galaxies through Cosmic Time (Oct 26-30)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 成果 E01 物質の起源を解明する新たな素粒子模型と初期宇宙進化の理論研究

    • URL

      https://www.lowbg.org/ugap/result-e01.html

URL: 

公開日: 2021-12-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi