Probing new physics theory by the fusion of Higgs sector physics and dark matter physics

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本研究では、ヒッグスセクターの物理と暗黒物質の物理を融合することにより、素粒子物理学の標準理論を超えた真の物理理論に迫ることを目指しており、様々な素粒子モデルにおいて現象論的な解析、及び新しい素粒子モデルの提唱を行っている。当該年度は、ヒッグスセクターが拡張された様々な拡張ヒッグスモデルを取り上げ、ヒッグスポテンシャルの形状とヒッグス粒子の自己3点結合の値の系統的な分類を試みた。ここで、これまで無視されることの多かった量子補正の効果を取り入れた計算を行っている。現在、種々の擬南部ゴールドストンモデルにおいて、ヒッグス粒子の自己3点結合の計算を行っている。他の拡張ヒッグスモデルにおいても同様の計算を行い、高輝度大型ハドロン衝突型加速器、国際リニアコライダー等の将来加速器実験データを用いた峻別可能性について解析を行っている。また、拡張ヒッグスセクターと暗黒物質候補粒子を持つU(1)ゲージ拡張モデルを提案した。このモデルでは暗黒物質候補粒子の他に暗黒光子、ダークヒッグス粒子といった新たな粒子が導入され、暗黒物質候補粒子とヒッグスセクターの相互作用が複雑になる。本研究では特に暗黒物質候補粒子がギガ電子ボルト以下の小さな質量を持つ場合に着目し、この暗黒物質候補粒子の残存量を計算した。このような場合、標準理論ヒッグス粒子、ダークヒッグス粒子も暗黒物質候補粒子の消滅過程に寄与するため、残存量が増大することを示した。この研究成果について現在、論文執筆中である。