電弱対称性の破れのダイナミクスと、その宇宙論への応用

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13135207
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 吉村 太彦 東京大学, 宇宙線研究所, 教授 (70108447)
• 研究分担者: 諸井 健夫 東北大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (60322997) ; 棚橋 誠治 東北大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (00270398) ; 久野 純治 東京大学, 宇宙線研究所, 助教授 (60300670)
• キーワード: 超対称性 / 加速器物理 / 宇宙背景輻射 / ニュートリノ振動 / 宇宙の暗黒物質 / Particle Data Group

研究概要

電弱対称性の破れの起源の理解をするため、加速器物理、宇宙物理の観点から研究を行った。
ニュートリノの質量の起源を説明するシーソー機構を超対称化した場合、荷電レプトンにおいても同様にフレーバーおよびCPの破れの事象を予言する。また、シーソー機構を内包する超対称大統一模型において、ニュートリノセクターのフレーバーの破れがハドロンのフレーバーの破れに寄与しうる。久野はこれらの模型でのレプトンおよぴハドロンのフレーバーの破れの事象およびCPの破れの事象の解析を行った。
大型ハドロンコライダー(LHC)実験において、超対称粒子が発見されることが期待される。久野はLHCにおける第3世代の超対称粒子の性質の測定に関する解析を行った。諸井は、現在計画が進んでいる電子陽電子線形加速器における第3世代の超対称粒子の性質の測定の解析を行った。
ニュートラリノは宇宙の暗黒物質である場合、銀河中心でのニュートラリノ対消滅からくるラインガンマ線はその探索の1つの方法である。久野は我々はその量子補正の解析を行った。
衛星による宇宙の背景輻射の測定がWMAPにより進んだ。諸井はインフレーション以降にエントロピー生成を導くスカラー場が存在する場合での宇宙の背景輻射の揺らぎについて研究を行った。また、宇宙のバリオン数生成の起源のひとつの可能性であるアフレック・ダイン機構における背景輻射の揺らぎの解析を行った。
棚橋は、Particle Data Groupに参加し、REVIEW OF PARTICLE PHYSICSを作成した。
吉村は、1次相転移による、電弱バリオン生成の新しい機構を求めて、宇宙の熱環境中での1次相転移のダイナミックスを解明することを始めた。まず、基本的なことを第1原理から解明するために、宇宙の相転移に密接に関係する問題である、1次元量子系の無限自由度熱環境におけるトンネル現象を研究した。実時間形式を用いて、熱環境の自由度に相当する部分を汎関数積分する手法を、トンネル系が準安定状態にある期間に適用して、半古典近似で実行した。この影響汎関数(正確にはそのウィグナー変換)と量子力学のバリアー透過率を組み合わせて、熱環境中での1自由度系のトンネル確率を求めた。興味ある結果として、準安定状態で環境からエネルギーをもらって励起が起こり、トンネル確率が増大することを発見した。これは、準安定状態での非線形共鳴であり、線形近似では、パラメータ共鳴現象であると解釈できる。

研究成果

• [文献書誌] J.Hisano, K.Kawagoe, R.Kitano, M.M.Nojiri: "SCENERY FROM THE TOP : STUDY OF THE THIRD GENERATION SQUARKS AT CERN LHC"Phys.Rev. D66. 115004 (2002)
• [文献書誌] K.Hagiwara et al.: "REVIEW OF PARTICLE PHYSICS. PARTICLE DATA GROUP. NS"Phys.Rev. D66. 010001 (2002)
• [文献書誌] J.R.Ellis, J.Hisano, M.Radidal, Y.Shimizu: "A NEW PARAMETRIZATION OF THE SEESAW MECHANISM AND APPLICATIONS IN SUPERSYMMETRIC MODELS"Phys.Rev.. D66. 115013 (2002)
• [文献書誌] J.Hisano, S.Matsumoto, M.M.Nojiri: "UNITARITY AND HIGHER ORDER CORRECTIONS IN NEUTRALINO DARK MATTER ANNIHILATION INTO TWO PHOTONS"Rhys.Rev.. (掲載予定).
• [文献書誌] T.Moroi, H.Murayama: "CMB ANISOTROPY FROM BARYOGENESIS BY A SCALAR FIELD"Phys.Lett.. B553. 126-134 (2003)
• [文献書誌] R.Kitano, T.Moroi, S.Su: "TOP SQUARK STUDY AT A FUTURE E+ E-LINEAR COLLIDER"JHEP. 0212. 011 (2002)