| 研究課題/領域番号 |
16K17715
|
|---|
| 研究機関 | 名古屋大学 |
|---|
研究代表者 |
阿部 智広 名古屋大学, 高等研究院(基礎理論), 特任助教 (70712727)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
|
| キーワード | 暗黒物質 |
|---|
| 研究実績の概要 |
超対称標準模型においてBinoと呼ばれる粒子が暗黒物質の主たる成分であるシナリオについて考察した。前年度得られた電気双極子能率（EDM）を求める公式を使い、暗黒物質の物理と電子、水銀、中性子のEDMとの間に相関が現れるか調べた。これらを組み合わせることで超対称性模型のCPの破れのパラメータがかなり制限できることを定量的に明らかにした。
暗黒物質が擬スカラー粒子を媒介として標準模型粒子と相互作用する模型（THDM+a）における、暗黒物質の直接検出実験との比較に必要な理論計算を完遂した。この模型は現在の直接検出実験の制限を逃れつつ、現在の宇宙に存在する暗黒物質の量を説明できる模型として提案された。しかし、直接検出実験との比較に必要な理論計算には、定性的な見積もりに過ぎない箇所や項の見落としなど、不完全な部分があった。前年度にEDM公式を導出する時に用いた手法などを用い、私は共同研究者と共に世界で初めて完全な理論計算を完成させた。これによって、実験との比較が定量的に曖昧さなく行えるようになった。また結果は、THDM+a模型の working group の白書にも採用された。
現在の直接検出実験の制限を逃れつつ、現在の宇宙に存在する暗黒物質の量を説明できる暗黒物質模型としては、上記の模型の他に、CP対称性を暗黒物質セクターで破る模型がある。それをくりこみ可能な範囲で最も簡単に実現する模型である singlet-doublet model について精査した。XENONnT実験やLZ実験、Darwin実験などの直接検出実験が順調に進み、かつ電子のEDM測定があと３桁更新すれば、模型はほぼ確実に検証可能であることを示した。またヒッグスポテンシャルの安定性に対する制限から、新粒子の質量の上限を見積もった。
|
| 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
W' がLHC実験により発見されず、またその質量や結合に対する制限が非常に厳しいものとなっているため、W' がヒッグスポテンシャルの起源に関わっているという仮定はかなり苦しいものとなり、当初の研究計画は大きく変更せざるを得なくなった。一方で、重い W' が存在する場合、ヒッグスセクターが拡張される。特に two-Higgs doublet model がCP対称性を尊重した形で出てくることは初年度に示した通りである。そのような模型は、暗黒物質の直接検出実験の制限を逃れる模型に採用されているため、暗黒物質模型に着目して研究を進めた。THDM+a 模型において、これまで正しく評価されていなかった暗黒物質と核子の散乱断面積を正しく評価できたことは、実験との比較を考えた時に重要な成果だと思う。また、それがworking group の白書に結果が採用されたことも大きな成果であると考える。
|
| 今後の研究の推進方策 |
THDM+a 模型におけるヒッグスポテンシャルの安定性などについて議論し、暗黒物質模型として好ましいパラメータ領域が残るかどうか、特に将来の暗黒物質直接検出実験で暗黒物質が検出される領域が残るかどうかを明らかにする。また、W'模型の構築の応用として、spin-1の暗黒物質模型を考える。
|
| 備考 |
Research 欄にトークと出版の情報。
|
