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2023 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、Minimal gauged U(1)Lmu-Ltau模型の熱的レプトジェネシスの解析を行った。
濱口は、ミューオンg-2アノマリーを超対称性模型で説明する際に仮定される、軽いsleptonがAffleck-Dineレプトジェネシスに与える影響を議論した。
松本は、媒介粒子が同じ量子数を持つ特定の標準模型粒子と縮退している際に、両者間の相互作用(と媒介粒子の質量の積)と縮退する粒子の崩壊幅の大小に応じて、媒介粒子の崩壊幅をどのように計算するべきかを定量的に明らかにした。
長峯は、初代銀河における巨大ブラックホールの種の形成に関する宇宙論的輻射流体シミュレーションを実施し、輻射フィードバックの重要性について議論した。また、原始銀河団、大質量銀河の形成に伴う物質降着や金属汚染について、磁気流体の効果も取り入れて吟味した。
Melia developed a framework in which dark matter can be explained by relic structure in the theory of general relativity, explored possible search strategies including potential signals of a predicted charged component in underground detection experiments.
柳田は、最近Nanogravで発見された重力波backgroundがaxion-curvaton模型で説明できるかを検討した。

現在までの達成度 (段落)

令和5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

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (50件)

すべて 2024 2023 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 23件、 査読あり 26件、 オープンアクセス 22件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 12件、 招待講演 12件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] Johns Hopkins U./University of Nevada/University of Kentucky(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Johns Hopkins U./University of Nevada/University of Kentucky
    • 他の機関数
      11
  • [国際共同研究] INFN/INAF/Instituto Nazionale di Astrofisica(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      INFN/INAF/Instituto Nazionale di Astrofisica
    • 他の機関数
      2
  • [国際共同研究] KAIST/ヨンセイ大学/Seoul National Univ.(韓国)

    • 国名
      韓国
    • 外国機関名
      KAIST/ヨンセイ大学/Seoul National Univ.
  • [国際共同研究] ミュンヘン工科大学/Humboldt-Universitat zu Berlin/U. Wurzburug(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      ミュンヘン工科大学/Humboldt-Universitat zu Berlin/U. Wurzburug
    • 他の機関数
      1
  • [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]

    • 他の国数
      5
  • [雑誌論文] The AGORA High-resolution Galaxy Simulations Comparison Project. VI. Similarities and Differences in the Circumgalactic Medium2024

    • 著者名/発表者名
      Strawn Clayton、Roca-Fabrega Santi、Primack Joel R.、Kim Ji-hoon、Genina Anna、Hausammann Loic、Kim Hyeonyong、Lupi Alessandro、Nagamine Kentaro、et. al.
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 962 ページ: 29~29

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ad12cb

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Axion curvaton model for the gravitational waves observed by pulsar timing arrays2024

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

      Physical Review D

      巻: 109 ページ: 043508

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.109.043508

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Vortex creep heating vs. dark matter heating in neutron stars2024

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

      Physics Letters B

      巻: 848 ページ: 138341~138341

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2023.138341

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Vortex creep heating in neutron stars2024

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

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 2024 ページ: 051~051

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2024/03/051

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Hill-top inflation from Dai-Freed anomaly in the standard model -- a solution to the iso-curvature problem of the axion dark matter2024

    • 著者名/発表者名
      Kawasaki Masahiro、Yanagida Tsutomu T.
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 2024 ページ: 014~014

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2024/01/014

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Field-level Lyman-alpha forest modeling in redshift space via augmented nonlocal Fluctuating Gunn-Peterson Approximation2024

    • 著者名/発表者名
      Sinigaglia F.、Kitaura F.-S.、Nagamine K.、Oku Y.、Balaguera-Antolinez A.
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 682 ページ: A21~A21

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202346931

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Impact of astrophysical effects on the dark matter mass constraint with 21cm intensity mapping2024

    • 著者名/発表者名
      Murakami Koya、Nishizawa Atsushi J、Nagamine Kentaro、Shimizu Ikko
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 530 ページ: 2052~2067

    • DOI

      10.1093/mnras/stae945

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] EMPRESS. XII. Statistics on the Dynamics and Gas Mass Fraction of Extremely Metal-poor Galaxies2024

    • 著者名/発表者名
      Xu Yi 他51名(Kentaro Nagamine 19番目)
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 961 ページ: 49~49

    • DOI

      10.3847/1538-4357/ad06ab

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Self-consistent dust and non-LTE line radiative transfer with SKIRT2023

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Kosei、Camps Peter、Baes Maarten、De Ceuster Frederik、Wada Keiichi、Nakagawa Takao、Nagamine Kentaro
    • 雑誌名

      Astronomy & Astrophysics

      巻: 678 ページ: A175~A175

    • DOI

      10.1051/0004-6361/202347376

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Stability and Ly-α emission of Cold Stream in the Circumgalactic Medium: impact of magnetic fields and thermal conduction2023

    • 著者名/発表者名
      Ledos Nicolas、Takasao Shinsuke、Nagamine Kentaro
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 527 ページ: 11304~11326

    • DOI

      10.1093/mnras/stad3814

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Predictions of mee and neutrino mass from a consistent Froggatt-Nielsen model2023

    • 著者名/発表者名
      Qiu Yu-Cheng、Wang Jin-Wei、Yanagida Tsutomu T.
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 108 ページ: 115021

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.108.115021

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The FRB 20190520B Sight Line Intersects Foreground Galaxy Clusters2023

    • 著者名/発表者名
      Lee Khee-Gan、Khrykin Ilya S.、Simha Sunil、Ata Metin、Huang Yuxin、Prochaska J. Xavier、Tejos Nicolas、Cooke Jeff、Nagamine Kentaro、Zhang Jielai
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal Letters

      巻: 954 ページ: L7~L7

    • DOI

      10.3847/2041-8213/acefb5

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Thermal leptogenesis in the minimal gauged U(1)Lmu-Ltau model2023

    • 著者名/発表者名
      Granelli A.、Hamaguchi K.、Nagata N.、Ramirez-Quezada M. E.、Wada J.
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2023 ページ: 079

    • DOI

      10.1007/JHEP09(2023)079

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Dai-Freed anomaly in the standard model and topological inflation2023

    • 著者名/発表者名
      Kawasaki Masahiro、Yanagida Tsutomu T.
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2023 ページ: 106

    • DOI

      10.1007/JHEP11(2023)106

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Revisiting Affleck-Dine leptogenesis with light sleptons2023

    • 著者名/発表者名
      Enomoto Kazuki、Hamaguchi Koichi、Kamada Kohei、Wada Juntaro
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 2023 ページ: 003~003

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2023/07/003

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Right-handed neutrino dark matter with forbidden annihilation2023

    • 著者名/発表者名
      Cheng Yu、Ge Shao-Feng、Sheng Jie、Yanagida Tsutomu T.
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 107 ページ: 123013

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.107.123013

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Non-linear non-renormalization theorems2023

    • 著者名/発表者名
      Cao Weiguang、Herzog Franz、Melia Tom、Nepveu Jasper Roosmale
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2023 ページ: 080

    • DOI

      10.1007/JHEP08(2023)080

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Model of the quintessence axion2023

    • 著者名/発表者名
      Girmohanta Sudhakantha、Qiu Yu-Cheng、Wang Jin-Wei、Yanagida Tsutomu T.
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 108 ページ: 015028

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.108.015028

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] High-Quality Axions in a Class of Chiral U(1) Gauge Theories2023

    • 著者名/発表者名
      Qiu Yu-Cheng、Wang Jin-Wei、Yanagida Tsutomu T.
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 131 ページ: 071802

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.131.071802

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Star formation and chemical enrichment in protoclusters2023

    • 著者名/発表者名
      Fukushima Keita、Nagamine Kentaro、Shimizu Ikkoh
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 525 ページ: 3760~3780

    • DOI

      10.1093/mnras/stad2526

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Decay of the mediator particle at threshold2023

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Shigeki、Watanabe Yu、Watanabe Yuki、White Graham
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2023 ページ: 015

    • DOI

      10.1007/JHEP09(2023)015

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Direct Collapse to Precursors of Supermassive Black Hole Seeds: Radiation-feedback-generated Outflows2023

    • 著者名/発表者名
      Luo Yang、Shlosman Isaac、Nagamine Kentaro
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 955 ページ: 99~99

    • DOI

      10.3847/1538-4357/acefb9

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Axion quality problem and nonminimal gravitational coupling in the Palatini formulation2023

    • 著者名/発表者名
      Cheong Dhong Yeon、Hamaguchi Koichi、Kanazawa Yoshiki、Lee Sung Mook、Nagata Natsumi、Park Seong Chan
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 108 ページ: 015007

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.108.015007

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Electroweak Axion in Light of GRB221009A2023

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

      Chinese Physics Letters

      巻: 40 ページ: 069801~069801

    • DOI

      10.1088/0256-307X/40/6/069801

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] EMPRESS. IX. Extremely Metal-poor Galaxies are Very Gas-rich Dispersion-dominated Systems: Will the James Webb Space Telescope Witness Gaseous Turbulent High-z Primordial Galaxies?2023

    • 著者名/発表者名
      Isobe Yuki 他51名(Kentaro Nagamine 19番目)
    • 雑誌名

      The Astrophysical Journal

      巻: 951 ページ: 102~102

    • DOI

      10.3847/1538-4357/accc87

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The Compton Spectrometer and Imager2023

    • 著者名/発表者名
      Tomsick John、他75名(Shigeki Matsumoto 26番目、Tom Melia 27番目)
    • 雑誌名

      Proceedings of Science

      巻: ICRC2023 ページ: 745

    • DOI

      10.22323/1.444.0745

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Mapping Baryon Physics and Three-dimensional Lya Forest onto Dark Matter Fields via supervised machine-learning2024

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Nagamine
    • 学会等名
      CD3-AI4phys “AI-driven discovery in physics and astrophysics” workshop
    • 国際学会
  • [学会発表] Cosmic Structure Formation2024

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Nagamine
    • 学会等名
      Invited tutorial lecture at the 10th Supernova & Neutrino workshop 2024, Okayama Univ.
    • 招待講演
  • [学会発表] MeV scale dark matter and MeV gamma-ray observation2024

    • 著者名/発表者名
      Shigeki Matsumoto
    • 学会等名
      ASJ conference
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Understanding Matter Distribution in the Universe2024

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Nagamine
    • 学会等名
      Subaru PFS Satellite Workshop, Spring 2024 meeting, Astronomical Society of Japan, NAOJ, Mitaka, Tokyo
    • 招待講演
  • [学会発表] Understanding Matter Distribution in the Universe2024

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Nagamine
    • 学会等名
      Special PFS session, Spring 2024 meeting, Astronomical Society of Japan, U.-Tokyo, Hongo campus
  • [学会発表] What do I believe now ?2024

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Yanagida
    • 学会等名
      UGAP2024
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A large N expansion for minimum bias2023

    • 著者名/発表者名
      Tom Melia
    • 学会等名
      9th Asian triangle Heavy ion conference Hiroshima
  • [学会発表] Light particle dark matter and MeV gamma-ray observation2023

    • 著者名/発表者名
      Shigeki Matsumoto
    • 学会等名
      Wurzburg Dark Matter Workshop
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ILR theory effort -- galaxy formation and structure formation2023

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Nagamine
    • 学会等名
      International Leading Research (ILR) kickoff meeting, NAOJ, Tokyo
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Galaxy Formation and Mass Accretion2023

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Nagamine
    • 学会等名
      Yamada Conference, Kyoto Univ.; 山田研究会「宇宙における降着現象 ~活動性・多様性の源~」
    • 招待講演
  • [学会発表] The classical equations of motion of quantised gauge theoreis2023

    • 著者名/発表者名
      Tom Melia
    • 学会等名
      NPKI Workshop Busan, Korea
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Supernova-scope for the Direct Search of Supernova Axions2023

    • 著者名/発表者名
      Koichi Hamaguchi
    • 学会等名
      Windows on the Universe, 30th Anniversary of the Rencontres du Vietnam
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] AGN jet feedback simulations w/ GADGET3-Osaka and AGORA comparison project efforts2023

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Nagamine
    • 学会等名
      Santa Cruz Galaxy Workshop & AGORA workshop, UC Santa Cruz, CA
    • 国際学会
  • [学会発表] The classical equations of motion of quantised gauge theoreis2023

    • 著者名/発表者名
      Tom Melia
    • 学会等名
      Beyond BSM workshop, Ascona Switzerland
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Electroweakly charged WIMP2023

    • 著者名/発表者名
      Shigeki Matsumoto
    • 学会等名
      CosPA 2023
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Present status of WIMP dark matter; light, normal, and heavy candidates2023

    • 著者名/発表者名
      Shigeki Matsumoto
    • 学会等名
      DBD23
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] AGN jet feedback simulations and AGORA comparison project efforts2023

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Nagamine
    • 学会等名
      Black Holes on Broadway workshop, CCA, Flatiron Institute, NYC
    • 国際学会
  • [学会・シンポジウム開催] 25th New Physics Forum2023

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公開日: 2024-12-25  

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