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2021 年度 実績報告書

トポロジカルソリトンで探る素粒子の非摂動的現象

研究課題

研究課題/領域番号 21J01117
配分区分補助金
研究機関大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構

研究代表者

濱田 佑  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2021-04-28 – 2024-03-31
キーワードトポロジカルソリトン / 電弱スキルミオン / 暗黒物質 / ヒッグス
研究実績の概要

本研究の目的は、トポロジカルソリトンをはじめとする場の量子論の非摂動論的効果に着目して、暗黒物質や強いCP 問題などの素粒子物理における未解決問題に整合的な解を与えることである。前年度は主に電弱スキルミオンについての研究を行った。標準模型のヒッグスラグランジアンを高階微分項によって拡張した模型を考え、ヒッグス場と電弱ゲージ場からなるソリトンである電弱スキルミオン解が存在することを明らかにした。また、それをいわゆる非対称暗黒物質として用い、宇宙の暗黒物質残存量とバリオン数非対称性の比が正しく説明できることを示した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

前年度は、主に電弱スキルミオンについて研究した。標準模型のヒッグスラグランジアンを高次の微分項によって拡張したモデルを考え、ヒッグス場と電弱ゲージ場からなるソリトンである電弱スキルミオン解の存在を明らかにた。また、これをいわゆる非対称暗黒物質として用い、宇宙に残る暗黒物質とバリオン数の非対称性の比を正しく説明できることを示した。当初の期待以上に進展した。

今後の研究の推進方策

前年度に解析した電弱スキルミオンについて、宇宙論的応用を考察する。暗黒物質、宇宙のバリオン数生成、及び初期宇宙磁場生成などを同時に説明することを試みる。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022

すべて 雑誌論文 (4件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Electroweak-Skyrmion as asymmetric dark matter2022

    • 著者名/発表者名
      Hamada Yu、Kitano Ryuichiro、Kurachi Masafumi
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2022 ページ: 123-234

    • DOI

      10.1007/JHEP02(2022)124

  • [雑誌論文] Stable Z-strings with topological polarization in two Higgs doublet model2022

    • 著者名/発表者名
      Eto Minoru、Hamada Yu、Nitta Muneto
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2022 ページ: 123-234

    • DOI

      10.1007/JHEP02(2022)099

  • [雑誌論文] Fixed point structure of the gradient flow exact renormalization group for scalar field theories2022

    • 著者名/発表者名
      Abe Yoshihiko、Hamada Yu、Haruna Junichi
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2022 ページ: 123-234

    • DOI

      10.1093/ptep/ptac021

  • [雑誌論文] μTRISTAN2022

    • 著者名/発表者名
      Hamada Yu、Kitano Ryuichiro、Matsudo Ryutaro、Takaura Hiromasa、Yoshida Mitsuhiro
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2022 ページ: 123-234

    • DOI

      10.1093/ptep/ptac059

  • [学会発表] Electroweak-Skrymion as Asymmetric Dark Matter2022

    • 著者名/発表者名
      Yu Hamada
    • 学会等名
      6th KEK-PH + 2nd KEK-COSMO joint mini-workshop
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Electroweak-Skrymion as Asymmetric Dark Matter2022

    • 著者名/発表者名
      濱田佑
    • 学会等名
      日本物理学会 2022 年次大会

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公開日: 2022-12-28   更新日: 2023-08-01  

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