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素粒子の標準模型は、ヒッグス粒子発見で完成したが、階層性の問題、暗黒物質、物質・反物質の非対称性など標準模型を超える物理の存在がある。その効果を調べるため、有効場の理論が有用な手法であり、有効演算子の分類が必須と考えた。本提案では、一般の場の理論に対して有効演算子を分類する方法を確立できた。これを踏まえ提案した強い相互作用をする暗黒物質の模型について、具体的な模型を構成し現象論を展開して実験的検証可能性を調べた。特に、階層性の問題を説明するツイン・ヒッグス理論の中で実現可能である事を示し、超対称性と同じように階層性問題と暗黒物質を同時に解決できる可能性を提案した。
また、暗黒エネルギーの知見が得られ、近年注目の弦理論「沼地仮説」へ応用し、LHCからの超対称性への強い制限があるものの暗黒エネルギーの有効理論を実際に示した。一方、弦理論の有効場理論が現実の標準模型やそれを超える様々な模型と矛盾するのを指摘し、沼地仮説の改訂に結びつき、現在の宇宙論的制限との整合性を示した。
更に、銀河の暗黒物質分布の違いを説明するシンプルな理論を共鳴現象に着目し発展させた。具体的には、暗黒物質が比較的軽く特別な固有の速度で互いに散乱する性質を持てば、矮小楕円銀河では暗黒物質に共鳴現象が生じ、矮小楕円銀河と銀河団の間での暗黒物質の分布の違いを説明できる新しい理論の発表であり、質量の面で暗黒物質の正体に関する新たな候補の存在を示唆する。
最終年度は、物質の起源のしくみに必要な物質・反物質非対称性に係る理論の実験的検証可能性を発展させた。宇宙初期の相転移の際にできたとされる「宇宙ひも」から生じる重力波を観察することで、相転移がニュートリノに物質と反物質の入替を可能とさせる従来のレプトジェネシス機構の実証となり、ニュートリノが他の素粒子と比較して非常に小さい質量を持つ謎の解明につながる可能性を提案した。
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