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本研究は、数々の宇宙観測から存在が示唆されている、暗黒物質という未知の物質の性質を解明しようと試みるものである。現在の宇宙では、暗黒物質と通常の物質（バリオン）の存在量が偶然に近い値になっているという問題がある。この問題を解決する方法として提案されている理論が非対称暗黒物質模型である。本研究では、この非対称暗黒物質模型の研究を発展させ、暗黒物質とバリオンの質量比を与える非対称暗黒物質の統一模型の構築、この模型の検証可能性の議論、および暗黒物質間に働く力を媒介する、ダークフォトンに関する研究を行う。これら3つの課題を明らかにすることで、暗黒物質の起源の解明を試みる。
昨年度までに、計画していた研究を論文という形で発表した。当該年度においては、これらの成果をさらに発展させる内容の研究を行なった。特に注力したのは、暗黒物質とダークフォトンの質量の関係を説明する模型である。これまでの模型では、暗黒物質の質量を強い相互作用の閉じ込めのエネルギースケールによって説明し、ダークフォトンの質量はヒッグス機構によって説明をしており、暗黒物質とダークフォトンの質量の間の大小関係は説明が難しいものになっていた。しかしながら、宇宙論との整合性を考えると、ダークフォトンは暗黒物質よりも軽くなければならず、質量の関係性を説明する能力に欠けていたのがこれまでの模型の短所であった。そこで本研究では、ダークフォトンの質量も閉じ込めのエネルギースケールで説明する機構を取り入れることによって、この短所を克服するような模型を提案した。
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