極弱相互作用を持つ軽い新粒子の描く新宇宙描像とその実験的検証

极弱相互作用的新光粒子绘制的宇宙新图景及其实验验证

• 批准号: 20H01894
• 负责人: 高橋 史宜
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H01894/
• 关键词: 極弱粒子; 初期宇宙; インフレーション; 暗黒物質; ブラックホール

石渡は、先行研究を拡張し磁性相転移境界における絶縁体中アクシオン質量の理論予言値を与えた。またアクシオン相互作用が与えうる曲率ゆらぎから、現在のハロー構造への影響を定量的に評価した。北嶋は極弱粒子の一つであるダークフォトンに着目し、特に宇宙ひもから生成される可能性を明らかにした。また、観測的シグナルである重力波のスペクトルを算出し、将来における観測可能性を明らかにした。高橋は電磁相互作用に関してアノマリー的結合を持たないアクシオンがダークマターとなるシナリオに着目し、それが電子の閾値補正による結合を通じて光子に崩壊する過程による制限を導出した。とくに、これまで見逃されていたヒッグス多重項との混合による新たなアクシオン-光子結合による寄与を発見した。また高橋と北嶋はインフレーション中に生成されたスケール不変な揺らぎを初期値に持つドメインウォールに着目し、従来信じられていたのとは大きく異なり、population biasに対してこのようなドメインウォールが極めて安定であることを示した。またアクシオンがこのようなインフレーション揺らぎ由来によるドメインウォールを形成した場合、宇宙複屈折の非等方性分に特徴的なシグナルを予言することを見いだした。将来のCMB観測であるLiteBIRDやCMB-S4によってこの予言は十分に検証可能である。また高橋は一次相転移によってアクシオンダークマターが生成する新たなシナリオを発表し、従来よりも遥かに広いパラメター領域でアクシオンがダークマターとなりうることを明らかにした。

Ishidu を拡, in the previous research, conducted the を拡 tensor magnetomagnetic phase 転 shift realm における in the における insulator, and provided theoretical advice on ア, <s:1>, シ, and <s:1> mass <s:1> を and えた. ま た ア ク シ オ ン が interaction with え う る curvature ゆ ら ぎ か ら, now の ハ ロ ー tectonic へ の を に of quantitative appraisal of 価 し た. North Mr は の a very weak particles つ で あ る ダ ー ク フ ォ ト ン に with mesh し, に universe ひ も か ら generated さ れ る possibility を Ming ら か に し た. ま た, 観 measuring シ グ ナ ル で あ る gravitational wave の ス ペ ク ト ル を calculate し, future に お け る 観 possibility measure を Ming ら か に し た. Takahashi は electromagnetism に masato し て ア ノ マ リ ー combination を hold た な い ア ク シ オ ン が ダ ー ク マ タ ー と な る シ ナ リ オ に mesh し, そ れ が electronic の threshold numerical correction に よ る combining を tong じ て photon に collapse 壊 す る process に よ limitations る を export し た. と く に, こ れ ま で see fled さ れ て い た ヒ ッ グ ス multiplet と の mixed に よ る new た な ア ク シ オ ン - photon combining に よ る send を 発 see し た. ま た takahashi と north Mr は イ ン フ レ ー シ ョ ン generated に さ れ た ス ケ ー ル - not な 揺 ら ぎ を early numerical に hold つ ド メ イ ン ウ ォ ー ル に mesh し, letter 従 じ ら れ て い た の と は big き く different な り, population bias に し seaborne て こ の よ う な ド メ イ ン ウ ォ ー ル が extremely め て settle で あ る こ と を shown し た. ま た ア ク シ オ ン が こ の よ う な イ ン フ レ ー シ ョ ン 揺 ら ぎ origin に よ る ド メ イ ン ウ ォ ー ル を form し た occasions, the universe after inflectional の に non isotropic points of 徴 な シ グ ナ ル を to say す る こ と を see い だ し た. In the future, the <s:1> CMB観 test であるLiteBIRDや cmB-s4 によって <s:1> is said to be very likely に検. ま た takahashi は planning a phase shift に よ っ て ア ク シ オ ン ダ ー ク マ タ ー が generated す る new た な シ ナ リ オ を 発 table し, 従 よ り も remote か に hiroo い パ ラ メ タ ー field で ア ク シ オ ン が ダ ー ク マ タ ー と な り う る こ と を Ming ら か に し た.

项目成果

New scenario of QCD axion clump formation. Part I. Linear analysis

QCD 轴子团块形成的新场景。

• DOI: 10.1088/1475-7516/2022/03/039
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics
• 影响因子: 6.4
• 作者: Kitajima Naoya;Kogai Kazuhiro;Urakawa Yuko
• 通讯作者: Urakawa Yuko

Power spectrum of domain-wall network, and its implications for isotropic and anisotropic cosmic birefringence

• DOI: 10.1088/1475-7516/2022/10/043
• 发表时间: 2022-05
• 期刊: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics
• 影响因子: 6.4
• 作者: N. Kitajima;Fumiaki Kozai;F. Takahashi;W. Yin

Axion dark matter from first-order phase transition, and very high energy photons from GRB 221009A

• DOI: 10.1016/j.physletb.2023.137824
• 发表时间: 2022-10
• 期刊: Physics Letters B
• 影响因子: 4.4
• 作者: Shota Nakagawa;F. Takahashi;Masaki Yamada;W. Yin

Gravitational waves and dark radiation from dark phase transition: Connecting NANOGrav pulsar timing data and hubble tension

• DOI: 10.1016/j.physletb.2021.136238
• 发表时间: 2020-09
• 期刊: arXiv: Cosmology and Nongalactic Astrophysics
• 作者: Y. Nakai;Motoo Suzuki;F. Takahashi;Masaki Yamada

Indirect searches on heavy dark matter decays and inflation

对重暗物质衰变和膨胀的间接研究

• 发表时间: 2022
• 作者: Izumi;N.;Fukui;Y.;Tachihara;K.;Fujita;S.;Torii;K.;Kamazaki;T.;Kaneko;H.;Silva;A.;Iono;D.;Momose;M.;Sugimoto;K.;Nakazato;T.;Kosugi;G.;Maekawa;J.;Takahashi;S.;Yoshino;A.;& Asayama;S.;Leauthaud A et al. including H. Miyatake;H.Nagahama et al.;石渡 弘治
• 通讯作者: 石渡 弘治