Theory of everything searched by weak gravity conjecture and experiments and observations

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本年度は、沼地予想に動機付けされる標準模型超える物理模型の構築や、スカラーセクターの拡張に対する現象論、弱い重力予想の精密化を目指すための弦理論における結合定数の系統的な導出方法の研究を中心に行った。申請者を含むグループは、沼地予想に動機付けされる暗黒物質の模型を構築し、その現象論をすでに議論していた。本年度は、さらにこの模型と力の大統一理論との関係を明らかにし、力の大統一と量子重力理論の整合性の条件から許される、現在の観測量を説明する暗黒物質の質量の領域を明らかにした。同様のスカラー暗黒物質の模型について、従来調べられていたものと異なるパラメータ空間に注目した際に、直接探索実験においてこの模型が予言する特徴についても議論した。また、レプトン数に関する電荷を持つようなスカラー場と右手型ニュートリノが結合するような系において、重い右手型ニュートリノの3体崩壊によって生成されるレプトン数について調べた。一方、弱い重力予想の精密化のために、弦理論に現れる非摂動的なオブジェクトであるブレーンに注目し系統的な結合定数の導出を行った。複数枚の磁場をまとうようなブレーンが記述する低エネルギー有効理論について、場の規格化、スカラーポテンシャルの係数を読み取ることで、ゲージ結合定数に加えて物質場の規格化や湯川結合定数の背景磁場依存性とモジュライ依存性を明らかにした。上記に加え、近年注目されているグラディエントフローに基づく厳密くりこみ群のフローと固定点の構造について、スカラー場の理論において一般的にその構造を明らかにした。