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2022 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, 准教授 (30814909)
長峯 健太郎  大阪大学, 大学院理学研究科, 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

濱口はいくつかの暗黒物質模型についての中性子星捕獲率を解析し、中性子星表面温度観測による探索によりこれらの暗黒物質模型を検証することが可能であることを明らかにした。また濱口は、ILC 実験におけるミューオ ン異常磁気能率への超対称性粒子の寄与の再構成に関する研究を行った。
松本は軽い暗黒物質模型において導入される媒介粒子について、その種類(スピン等)により様々な標準模型粒子に崩壊し、それが加速器における探査感度の評価に重要な役割を果たす。可能な崩壊モードをリスト化し、現実的なシミュレーションを行うことで、LHC加速器実験等における探査感度の評価を定量的に行った。
長峯は宇宙論的銀河形成シミュレーションにおける超新星フィードバックモデルをさらに発展させ、初期宇宙における大質量星の効果をより露わに取り入れた。また、EMPRESSプロジェクトにおいては、レプトン非対称性やハッブルテンションとも関連のあるヘリウムの原始組成量を近傍の矮小銀河から測定した。
Melia developed a novel theory of dark matter based on QCD-like theories, and studied the viable parameter space and possible direct detection signals. Developed Hilbert series techniques to analyse electroweak effective field theory, and to renormalize effective field theories at high orders.
柳田は、最近発見されたcosmic birefringence がstring理論由来のelectroweak axionで見事に説明できることを示した。

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。

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。本計画研究(E01)共催の理論ミニワークショップ(New Physics Forum)の開催も検討する。

  • 研究成果

    (45件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (26件) (うち国際共著 19件、 査読あり 26件、 オープンアクセス 25件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 12件、 招待講演 10件)

  • [国際共同研究] TDLI/Zhejiang University(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      TDLI/Zhejiang University
  • [国際共同研究] UC Berkeley/UC San Diego/University of Michigan(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      UC Berkeley/UC San Diego/University of Michigan
    • 他の機関数
      6
  • [国際共同研究] EPFL/CERN(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      EPFL/CERN
  • [国際共同研究] LAPTh(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      LAPTh
  • [国際共同研究] ミュンヘン工科大/Humboldt U Berlin(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      ミュンヘン工科大/Humboldt U Berlin
  • [国際共同研究]

    • 他の国数
      4
  • [雑誌論文] Probing new physics in the vector-like lepton model by lepton electric dipole moments2023

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

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2023 ページ: 100

    • DOI

      10.1007/JHEP01(2023)100

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hilbert series, the Higgs mechanism, and HEFT2023

    • 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: 2023 ページ: 064

    • DOI

      10.1007/JHEP02(2023)064

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Minimal Nambu-Goldstone-Higgs model in supersymmetric SU(5) revisited2023

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

      Physical Review D

      巻: 107 ページ: 035016

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.107.035016

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The anomalous shift of the weak boson mass and the quintessence electroweak axion2023

    • 著者名/発表者名
      Lin Weikang、Yanagida Tsutomu T、Yokozaki Norimi
    • 雑誌名

      Communications in Theoretical Physics

      巻: 75 ページ: 035203~035203

    • DOI

      10.1088/1572-9494/acb3b5

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Consistency of the string inspired electroweak axion with cosmic birefringence2023

    • 著者名/発表者名
      Lin Weikang、Yanagida Tsutomu T.
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 107 ページ: L021302

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.107.L021302

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Flavor- and CP-safe explanation of g-2 anomaly2023

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

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2023 ページ: 024

    • DOI

      10.1007/JHEP03(2023)024

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A global analysis of resonance-enhanced light scalar dark matter2023

    • 著者名/発表者名
      Binder Tobias、Chakraborti Sreemanti、Matsumoto Shigeki、Watanabe Yu
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2023 ページ: 106

    • DOI

      10.1007/JHEP01(2023)106

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Dynamically induced topological inflation2023

    • 著者名/発表者名
      Choi Gongjun、Lin Weikang、Yanagida Tsutomu T.
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 107 ページ: 036005

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.107.036005

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] High quality axion in supersymmetric models2022

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

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2022 ページ: 067

    • DOI

      10.1007/JHEP12(2022)067

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Dust grain size evolution in local galaxies: a comparison between observations and simulations2022

    • 著者名/発表者名
      Relano M、De Looze I、Saintonge A、Hou K-C、Romano L E C、Nagamine K、Hirashita H、Aoyama S、Lamperti I、Lisenfeld U、Smith M W L、Chastenet J、Xiao T、Gao Y、Sargent M、van der Giessen S A
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 515 ページ: 5306~5334

    • DOI

      10.1093/mnras/stac2108

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Confronting the Galactic 511 keV emission with B-L gauge boson dark matter2022

    • 著者名/発表者名
      Lin Weikang、Yanagida Tsutomu T.
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 106 ページ: 075012

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.106.075012

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Linear sigma dark matter2022

    • 著者名/発表者名
      Kondo Dan、McGehee Robert、Melia Tom、Murayama Hitoshi
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2022 ページ: 041

    • DOI

      10.1007/JHEP09(2022)041

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] W boson mass anomaly and grand unification2022

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

      Physics Letters B

      巻: 833 ページ: 137306~137306

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2022.137306

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] More on fake GUT2022

    • 著者名/発表者名
      Ibe Masahiro、Shirai Satoshi、Suzuki Motoo、Watanabe Keiichi、Yanagida Tsutomu T.
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2022 ページ: 087

    • DOI

      10.1007/JHEP07(2022)087

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Neutron star heating in dark matter models for the muon g-2 discrepancy2022

    • 著者名/発表者名
      Hamaguchi Koichi、Nagata Natsumi、Ramirez-Quezada Maura E.
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2022 ページ: 088

    • DOI

      10.1007/JHEP10(2022)088

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Capture of electroweak multiplet dark matter in neutron stars2022

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara Motoko、Hamaguchi Koichi、Nagata Natsumi、Zheng Jiaming
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 106 ページ: 055031

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.106.055031

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] EMPRESS. VIII. A New Determination of Primordial He Abundance with Extremely Metal-poor Galaxies: A Suggestion of the Lepton Asymmetry and Implications for the Hubble Tension2022

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Akinori 他44名(Nagamine Kentaro 18番目)
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 941 ページ: 167~167

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ac9ea1

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The co-evolution of molecular hydrogen and the grain size distribution in an isolated galaxy2022

    • 著者名/発表者名
      Romano Leonard E C、Nagamine Kentaro、Hirashita Hiroyuki
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 514 ページ: 1461~1476

    • DOI

      10.1093/mnras/stac1386

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Dust diffusion in SPH simulations of an isolated galaxy2022

    • 著者名/発表者名
      Romano Leonard E C、Nagamine Kentaro、Hirashita Hiroyuki
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 514 ページ: 1441~1460

    • DOI

      10.1093/mnras/stac1385

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Neutrino astronomy as a probe of physics beyond the Standard Model: Decay of sub-MeV B-L gauge boson dark matter2022

    • 著者名/発表者名
      Lin Weikang、Visinelli Luca、Xu Donglian、Yanagida Tsutomu T.
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 106 ページ: 075011

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.106.075011

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Osaka Feedback Model. II. Modeling Supernova Feedback Based on High-resolution Simulations2022

    • 著者名/発表者名
      Oku Yuri、Tomida Kengo、Nagamine Kentaro、Shimizu Ikkoh、Cen Renyue
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Supplement Series

      巻: 262 ページ: 9~9

    • DOI

      10.3847/1538-4365/ac77ff

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Long-lived light mediators from Higgs boson decay at HL-LHC and FCC-hh, and a proposal of dedicated long-lived particle detectors for FCC-hh2022

    • 著者名/発表者名
      Bhattacherjee Biplob、Matsumoto Shigeki、Sengupta Rhitaja
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 106 ページ: 095018

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.106.095018

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Upper limit on the proton lifetime in minimal supersymetric SU(5)2022

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

      Physics Letters B

      巻: 833 ページ: 137359~137359

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2022.137359

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Probing the U(1)Lmu-Ltau gauge boson at the MUonE experiment2022

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

      Physical Review D

      巻: 106 ページ: L051702

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.106.L051702

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Axion quality problem alleviated by nonminimal coupling to gravity2022

    • 著者名/発表者名
      Hamaguchi Koichi、Kanazawa Yoshiki、Nagata Natsumi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 105 ページ: 076008

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.105.076008

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Gravitino cosmology helped by a right handed (s)neutrino2022

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

      Physics Letters B

      巻: 827 ページ: 136954~136954

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2022.136954

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Decay of the Mediator Particle at the Threshold2023

    • 著者名/発表者名
      Shigeki Matsumoto
    • 学会等名
      IAS Program on High Energy Physics
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Light thermal dark matter and MeV gamma-ray observation2023

    • 著者名/発表者名
      Shigeki Matsumoto
    • 学会等名
      UCLA DM 2023
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dark matter hunting at the intersection of particle physics, chemsitry, and solid state physics2023

    • 著者名/発表者名
      Tom Melia
    • 学会等名
      ISCO 2023
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Testing alternative DM models via structure formation in the universe2022

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Nagamine
    • 学会等名
      UGAP2022 international workshop, Tokyo Science University, Chiba
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Present status of the thermal dark matter2022

    • 著者名/発表者名
      Shigeki Matsumoto
    • 学会等名
      APPC15
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Regulation of Star Formation and Galaxy Evolution via Feedback2022

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Nagamine
    • 学会等名
      IAU Symposium 373, "Resolving the Rise and Fall of Star Formation in Galaxies", Busan, Korea
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dust and H2 in Galaxy Simulations, and how to probe feedback2022

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Nagamine
    • 学会等名
      Santa Cruz Galaxy Workshop 2022 and AGORA workshop, Santa Cruz, U.S.A.
    • 国際学会
  • [学会発表] Detection of thermal dark matters within the mass range 1MeV to 1PeV2022

    • 著者名/発表者名
      Shigeki Matsumoto
    • 学会等名
      JPS conference (symposium)
    • 招待講演
  • [学会発表] Mediator decays at Thresholds2022

    • 著者名/発表者名
      Shigeki Matsumoto
    • 学会等名
      2nd AEI workshop
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Outer automorphism anomalies2022

    • 著者名/発表者名
      Tom Melia
    • 学会等名
      DISCRETE 2022 conference, Baden Baden, Germany
    • 国際学会
  • [学会発表] A large N expansion for minimum bias2022

    • 著者名/発表者名
      Tom Melia
    • 学会等名
      2nd AEI workshop Jeju Korea
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Mediator Decay at Threshold2022

    • 著者名/発表者名
      Shigeki Matsumoto
    • 学会等名
      Light Dark World International Forum 2022
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Light dark matter detection: theory and chemistry2022

    • 著者名/発表者名
      Tom Melia
    • 学会等名
      Dark Side of the Universe, Australia
    • 国際学会

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公開日: 2024-12-25  

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