| 研究実績の概要 |
ニュートリノ質量と暗黒物質の存在は, 既に素粒子標準模型を超えた物理として揺るぎないものとなった. これまでニュートリノ質量起源と暗黒物質の関係は輻射型シーソー模型の枠組みで広く議論されてきた. このような研究において, 暗黒物質は「弱く物質と相互作用する」WIMP (Weakly Interacting Massive Particle) であると暗に仮定されてきた. 一方, 最新の研究として「強く自己相互作用する」SIMP (Strongly Interacting Massive Particle) 暗黒物質の可能性が指摘され, 注目を集めたため, 本研究ではSIMP暗黒物質を通してニュートリノが質量を獲得する新しいシナリオの構築を目指している. その最初の段階として, WIMP暗黒物質やSIMP暗黒物質の安定性に必要となる離散対称性(Z3やZ5など)が, レプトン数に対応するゲージ対称性から自動的に導かれるシナリオを確立した. これによりレプトン数の破れから暗黒物質の安定性とニュートリノのマヨラナ型の質量が同時に自然に導かれる. マヨラナ型の質量はレプトン数を２単位破るので, ニュートリノの質量起源としては適当であり, これにより暗黒物質の安定性が付加的に説明されたことになる. さらにこのような模型構築を考えると, プロトタイプ模型から出発して理論的に可能なレプトン数の破れのパターンを尽くすことで, 可能なニュートリノ質量模型を全て尽くすことが出来ることが発見された. ボトムアップで実験・観測の結果を説明する模型を構築する際には一般に無数の模型が構築されてしまうことが多いため, 模型の数が有限個に限られることは, その検証を考える際にとても重要となる.
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