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2023 年度 実績報告書

中性子星を用いた暗黒物質探索の理論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 20H01897
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 永田 夏海  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (60794328)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード暗黒物質 / 中性子星
研究実績の概要

濱口、永田は、本科研費での雇用による博士研究員Maura Ramirez-Quezada氏と共に、中性子超流動渦糸の運動に伴う摩擦により生じる中性子星加熱効果を研究し、この効果を加味した中性子星表面温度理論予言が観測データをうまく説明することを明らかにした。また、この加熱効果が存在する場合、中性子星に暗黒物質が捕獲されることに伴う加熱効果は隠されてしまうことを議論した。
永田は、mAMSB模型および pure gravity mediation 模型におけるウィーノ暗黒物質と核子の弾性散乱断面積を、電弱ゲージ粒子による量子補正を含めて計算し、将来の暗黒物質直接検出実験における探索可能性を議論した。
濱口、永田は、PQスカラー場と重力の非最小結合を導入することでアクシオン模型に生じるU(1)クオリティ問題を解決するシナリオについて、Palatini形式に拡張した解析を行った。
博士研究員Maura Ramirez-Quezada氏は、最近観測された天文現象Swift J1913.1+1946で検出された18TeV光子事象を、新たな軽いスカラー粒子を導入することで説明しうることを示した。また同氏は、白色矮星冷却の観測を通じてダーク・セクター模型を探索し得ることを示した。

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

    (25件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 6件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 9件、 招待講演 10件)

  • [国際共同研究] INFN(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      INFN
  • [国際共同研究] KAIST/ヨンセイ大学(韓国)

    • 国名
      韓国
    • 外国機関名
      KAIST/ヨンセイ大学
  • [国際共同研究] ミュンヘン工科大(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      ミュンヘン工科大
  • [国際共同研究] King’s College London(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      King’s College London
  • [国際共同研究] ミネソタ大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      ミネソタ大学
  • [国際共同研究]

    • 他の国数
      1
  • [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] 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] Electroweak loop contributions to the direct detection of wino dark matter2024

    • 著者名/発表者名
      Ellis John、Nagata Natsumi、Olive Keith A.、Zheng Jiaming
    • 雑誌名

      The European Physical Journal C

      巻: 84 ページ: 4

    • DOI

      10.1140/epjc/s10052-023-12361-6

    • 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)mu-tau 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] 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] 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
  • [学会発表] Challenges in the Dark Matter Search with Neutron-Star Temperature Observations2024

    • 著者名/発表者名
      Natsumi Nagata
    • 学会等名
      Extreme Mass Dark Matter Workshop: from Superlight to Superheavy
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Axionic Wormholes and Quality Problem2024

    • 著者名/発表者名
      Natsumi Nagata
    • 学会等名
      20th Recontres du Vietnam: BSM in particle physics and cosmology - 50 years later
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] WIMP DM Heating in Neutron Stars2024

    • 著者名/発表者名
      永田夏海
    • 学会等名
      PCF2023-2024
    • 招待講演
  • [学会発表] Vortex Creep Heating vs. Dark Matter Heating in Neutron Stars2023

    • 著者名/発表者名
      Natsumi Nagata
    • 学会等名
      KEK-PH 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Electroweak Loop Contributions to the Direct Detection of Wino Dark Matter2023

    • 著者名/発表者名
      Natsumi Nagata
    • 学会等名
      DSU 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Vortex Creep vs WIMP DM Heating in Neutron Stars2023

    • 著者名/発表者名
      Natsumi Nagata
    • 学会等名
      Summer Institute 2023
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Neutron Star Heating: WIMP DM vs Others2023

    • 著者名/発表者名
      Natsumi Nagata
    • 学会等名
      TDLI-PKU BSM Workshop 2023: Looking to the Sky
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Neutrinos and Proton Decay in Grand Unified Theories2023

    • 著者名/発表者名
      Natsumi Nagata
    • 学会等名
      Neutrino Workshop
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Neutron Star Heating: WIMP DM vs Others2023

    • 著者名/発表者名
      Natsumi Nagata
    • 学会等名
      PASCOS 2023
    • 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] 中性子星温度観測を通じたWIMP暗黒物質探索2023

    • 著者名/発表者名
      永田夏海
    • 学会等名
      中性子星の観測と理論 研究活性化ワークショップ2023
  • [学会発表] Axionic Wormholes and Quality Problem2023

    • 著者名/発表者名
      永田夏海
    • 学会等名
      Aso Workshop on Particle Physics and Cosmology 2023
    • 招待講演
  • [学会発表] 超新星・中性子星冷却を用いたアクシオン探索2023

    • 著者名/発表者名
      永田夏海
    • 学会等名
      宇核連宇宙核物理セミナー
    • 招待講演

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公開日: 2024-12-25  

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