次世代暗黒物質直接探索実験とWIMP暗黒物質の理論的研究

下一代暗物质直接搜索WIMP暗物质实验与理论研究

基本信息

  • 批准号:
    20J12392
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.34万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2020-04-24 至 2022-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本研究では、「電弱相互作用する暗黒物質候補のスピンの識別可能性」の研究課題遂行を行った。暗黒物質の理論特定、そしてその背後の理論の可能性探求のために、特に重要な量子数の特定として、「同じ電弱相互作用を持つ暗黒物質のスピンの識別」が挙げられる。超対称性理論が予言する候補(スピン1/2)と余剰次元理論が予言する候補(スピン1)の識別がこの具体例に相当する。両者の識別可能性を帰結するためには、電弱相互作用の効果を取り込んだ現象解析とスピン依存性の抽出が必要不可欠である。本論文では、電弱相互作用するスピン1の暗黒物質の対消滅過程を解析した。まず、スピン1の暗黒物質について電弱相互作用の効果を取り入れた非相対論的有効理論を構築し、暗黒物質二体の有効作用を導出した。そして、初期宇宙における暗黒物質の対消滅過程を数値的に解き、スピン1/2とスピン1の場合について、適切なエネルギー密度を予言する暗黒物質の質量域を特定した。さらに、現在の宇宙で起こった暗黒物質対消滅に由来する銀河中心領域の単色ガンマ線に注目し、対消滅断面積の予言値のスピン依存性を調べた。これらの解析を通して、スピン1の暗黒物質理論の枠組みに含まれる、暗黒物質よりも重い中性ベクトルの質量が、現象論を特徴づける重要なパラメータであると突き止めた。特に、暗黒物質二体から、中性ベクトルと光子への対消滅が起きると、ガンマ線のエネルギースペクトルに二つの識別可能な単色ピークが予言される。ピークの位置は対消滅に関わる粒子の質量で決定するため、この特有のシグナルが見つかれば理論のスペクトルを再構築することができる。この事象に関して、ガンマ線観測のエネルギー分解能を考慮し、二つの単色ピークが観測される理論のパラメータ領域を明らかにした。
The research topics of this study, で で and "Electroweak interaction する dark matter Candidate スピ スピ <s:1> identification possibility", were carried out を and った. Dark black substance specific の theory, そ し て そ の の の theory behind the possibility to search の た め に, important な に quantum number の specific と し て, "with じ electroweak interactions を hold つ dark black substance の ス ピ ン の recognition が 挙 げ ら れ る. Theory of super said seaborne が to say す る alternate (ス ピ ン 1/2) more than と が turning dimensional theory to say す る alternate (ス ピ ン 1) の recognition が こ の concrete example に quite す る. Struck the の recognition possibility を 帰 knot す る た め に は, electroweak interactions の unseen fruit を take り 込 ん だ phenomenon parsing と ス ピ ン dependency の spare が need not owe で あ る. This paper で で, electroweak interaction するスピ するスピ 1 <s:1> dark matter <s:1> elimination process を analysis た た. ま ず, ス ピ ン 1 の dark black substance に つ い て electroweak interactions の unseen fruit を take り れ た non phase theory of seaborne を working theory constructing し, dark black material two body の is sharper を export し た. そ し て, the early universe に お け る dark black substance の elimination process seaborne を き に of the numerical solution, ス ピ ン 1/2 と ス ピ ン 1 の occasions に つ い て, appropriate な エ ネ ル ギ ー density を to say す る dark black material quality of の domain specific し を た. さ ら に, now の universe で こ っ た dark black material eliminate seaborne に origin す る galactic centre field の 単 color ガ ン に attention し マ line, the destroy area の polices to numerical の ス ピ ン dependency を adjustable べ た. こ れ ら の parsing を tong し て, ス ピ ン 1 の dark black substance theory の 枠 group み に containing ま れ る, dark black substance よ り も heavy い neutral ベ ク ト ル の quality が, phenomenon of を 徴 づ け る important な パ ラ メ ー タ で あ る と tu き check め た. に, dark black material, two body か ら, neutral ベ ク ト ル と photon へ の destroy が seaborne き る と, ガ ン マ line の エ ネ ル ギ ー ス ペ ク ト ル に two つ の identify possible な 単 color ピ ー ク が to say さ れ る. ピ ー ク の position は eliminate seaborne に masato わ る particle の quality で decided す る た め, こ の の unique シ グ ナ ル が see つ か れ ば theory の ス ペ ク ト ル を to construct す る こ と が で き る. こ の things like に masato し て, ガ ン マ line 観 examine の エ ネ ル ギ ー can decompose を し, second つ の 単 color ピ ー ク が 観 measuring さ れ る theory の パ ラ メ ー タ field を Ming ら か に し た.

项目成果

期刊论文数量(36)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Electroweakly Interacting Dark Matter and Its Phenomenology
电弱相互作用暗物质及其现象学
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    山崎哲;藤原素子
  • 通讯作者:
    藤原素子
Vanishing or non-vanishing rainbow? Reduction formulas of electric dipole moment
消失的彩虹还是不消失的彩虹?
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    二宮小牧;水野健作;大橋一正;ぼくらの非モテ研究会;藤原素子
  • 通讯作者:
    藤原素子
CP-Violation in a composite 2-Higgs doublet model
复合 2-希格斯双峰模型中的 CP 破坏
  • DOI:
    10.1007/jhep10
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    De Curtis Stefania;Moretti Stefano;Nagai Ryo;Yagyu Kei
  • 通讯作者:
    Yagyu Kei
A model of electroweakly interacting non-abelian vector dark matter
  • DOI:
    10.1007/jhep07(2020)136
  • 发表时间:
    2020-04
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    T. Abe;Motoko Fujiwara;J. Hisano;K. Matsushita
  • 通讯作者:
    T. Abe;Motoko Fujiwara;J. Hisano;K. Matsushita
Electric dipole moments in the extended scotogenic models
扩展的 scoogenic 模型中的电偶极矩
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    野村 高志;南 英治;河本 晴雄;藤原素子
  • 通讯作者:
    藤原素子
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    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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