| 研究課題/領域番号 |
24740145
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| 研究機関 | 宇都宮大学 |
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研究代表者 |
小池 正史 宇都宮大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10447279)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 暗黒物質 / 超対称模型 / 標準模型を越える物理 / ビッグバン元素合成 / リチウム問題 / レプトンフレーバー |
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| 研究実績の概要 |
素粒子標準模型は、ほぼあらゆる素粒子の反応を高精度で予言できる模型である。最後まで未発見だったヒッグス粒子が加速器実験により同定され、その質量が125GeVであると明らかにされて完成をみた。一方、宇宙観測の進展に伴い、標準模型にもとづく宇宙進化の模型では説明できない観測結果が明らかになってきている。特に重大なのはエネルギー密度組成に関する新たな知見である。通常の物質であるバリオン物質は、全宇宙のエネルギー密度のうち5%ほどを担っているに過ぎないことがわかった。宇宙の20%は正体不明の「暗黒物質」で占められ、その正体は謎に包まれている。他に、宇宙における軽元素の存在比の問題もある。始原リチウム存在比が、ビッグバン元素合成(BBN)理論による予言値の半分程度しか観測されてない（リチウム問題）。これらの宇宙論的問題は、素粒子標準模型を超えた物理によりひき起こされているとも考えられる。そこで、標準模型の完成をふまえ、それを拡張して宇宙論的な問題を統一的に説明する模型を探求する必要がある。本研究では、次最小超対称標準模型(NMSSM)の分析を進めている。レプトンフレーバーの小さな混合を含んだNMSSMにおいて、「暗黒物質の存在比」「リチウム問題」「ヒッグス粒子の質量」の3つの観測値を同時に説明できる可能性を探求するのが研究の目的である。
これまでに、NMSSMにおける上記3問題の同時解決可能性が実際に存在することを実証した。すなわち、NMSSMに含まれる多くのモデルパラメータに対し、上記3問題を同時に解決するパラメータセットを提示することに成功した。ニュートラリーノがシングリーノ的である場合・ビーノ的である場合のいずれの場合についても3問題を同時に解決しうるパラメータセットを発見できた。本年度は、上記の成果を整理し、論文にまとめて公刊した。
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| 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
レプトンフレーバーの小さな混合を含んだNMSSMにおいて、「暗黒物質の存在比」「リチウム問題」「ヒッグス粒子の質量」の３つの観測値を同時に説明できる可能性が実際に存在することを示した。これらの成果を整理し、論文にまとめて公刊した。これにより，当初の最大の目標に対し一定の解答を与えた。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度の研究により、次最小超対称標準模型の枠組みの中で、標準模型を越えた物理を示唆する３つの問題「暗黒物質の存在比」「リチウム問題」「ヒッグス粒子の質量」を同時に解決できる可能性を提示した。この際、宇宙初期におけるスレプトンの存在量が鍵となり、それを支配するのはレプトンフレーバーの混合である。したがって、素粒子標準模型におけるレプトンフレーバーの混合構造が本研究では特に重要であることが明らかになってきた。そこで、フレーバー物理に期待される進展と絡めて本研究のシナリオを絞りこむ方策を探りたい。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
残金の確定が年度末にかかり，物品を年度内に納品するための発注期限が過ぎてしまった．
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| 次年度使用額の使用計画 |
残額は少額で，本年度の使用計画に与える影響はほぼない．当初計画通り執行する予定である．
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