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超対称標準模型はゲージ階層構造の問題を解決するために考えられているが、μ問題と呼ばれるゲージ階層構造の問題の名残と言える問題を含んでいる。余分なU(1)対称性を持つ模型は、超対称標準模型に内在するμ問題を解決する可能性を持ち、小さいニユートリノ質量の説明にも関係を持ち得るなど大変興味深い。今年度はこの種の模型において、μ問題やニュートリノ質量とインフレーション模型、及びレブトジェネシスとの関連の検討を中心に行った。本研究において得られた主たる成果の概要は、以下の通りである。
1.ニュートリノ振動実験を通してニュートリノ質量の存在が確証された現在、ニュートリノ質量の説明は模型に要求される不可欠な条件といえる。ニュートリノ質量り小ささやμ問題を説明するため、中間エネルギースケールの存在が要求されることが多いが、超対称模型においてはこれは多くの場合、平坦なポテンシャルを持つ場の存在により実現される。ここでは、この平坦なポテンシャルを持つ場がインフラトンとなり得るように異常U(1)対称性のD項に基づくインフレーション模型を拡張した。この模型は、通常のD項インフレーションの持つ密度揺らぎの観測データとの矛盾を解決する可能性を持つと同時に、インフラトンがμ問題とニュートリノ質量の説明に密接に結びつけられることで、インフラトンに素粒子的意味付を与える。さらに、この種の模型におけるレプトジェネシスの可能性についての考察を行った。
2.超対称模型において、超対称性を破るほとんどのシナリオは共通のゲージーノ質量を予言する。ところが、超対称統一模型に共通の問題である2重項-3重項分離問題を解決するために離散対称性の導入を試みた場合、ゲージ群の構造の拡張が必要になる。ここでは、このゲージ群を拡張した模型において超対称性の破れをゲージ場に媒介される超対称性の破れによる機構に基づくと仮定すると、ゲージーノ質量の普遍性が一般的に破れることを示した。さらにその現象論的効果として、ゲージーノ質量のCP位相の普遍性が破れる場合には、超対称粒子による電子や中性子の電気双極子能率への量子補正は、超対称粒子の質量がO(100)GeVでかつ超対称性の破れの位相がO(1)であっても実験に抵触しない可能性について検討を進めた。
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