Axion dark matter search with the world's largest radio telescope SKA

使用世界上最大的射电望远镜 SKA 进行 Axion 暗物质搜索

• 批准号: 21KK0050
• 负责人: 浦川 優子
• 金额: $ 12.15万
• 依托单位: High Energy Accelerator Research Organization
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-10-07 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21KK0050/
• 关键词: アクシオン; 暗黒物質; 電波観測

本研究の目的は、日本及びドイツの国際共同研究ネットワークを確立し、電波観測を通じてアクシオン暗黒物質の痕跡の網羅的な探査を行うことである。２０２２年度行った研究は以下の通りである。課題１）重力波観測を通じたアクシオン暗黒物質の探査について　アクシオン由来の重力波の特徴として、右巻きと左巻きの重力波の振幅が異なる（円偏光を持つ）ことが挙げられる。これまでにパルサーの観測を通じた重力波検出法（パルサータイミングアレイ）を用いた円偏光を持つ重力波検出において直面する困難な点を整理した上で、円偏光を持つ重力波の検出可能性を検証した。現在はこれらの成果を論文としてまとめているところである。課題２）アクシオンミニクラスターの新たな形成シナリオについて　アクシオンは暗黒物質の有力な候補の一つであるが、元々はQCDの強いCP問題を解決するために提案されたものである。暗黒物質の有力な候補であるQCDアクシオンは、QCD相転移期にグルーオンとの直接相互作用を通じてポテンシャルを獲得する。2022年3月に、Journal of Cosmology and Astroparticle Physicsに出版された論文（Kogai, Kitajima, Urakawa）では、直接相互作用の影響により、アクシオンが非常に非一様性な空間分布を形成することを示した。この成果を基盤とし現在は物質優勢期における時間進化を評価し、我々が提案したシナリオにおけるアクシオンミニクラスターの残存量と観測可能性の見積もりを現在行なっており、今年度中に論文として成果発表する予定である。課題３）電波観測を通じたアクシオン暗黒物質の探査について　２０２１年１１月にVLA/VLBAにおける観測提案が採択され、２０２２年６月までに予定通りデータ収集を終え、現在データの解析を行っている。

The purpose of this study is to establish the international collaborative research program in Japan and the United States, and to investigate the traces of dark matter through radio wave measurements. 2022 Annual Report Topic 1) Characteristics of gravity waves and their origins in the exploration of dark matter through gravity wave measurements. The gravity wave detection method can be used to detect the gravity wave with polarization. The gravity wave detection method can be used to detect the gravity wave with polarization. The results of this paper are as follows: Problem 2) How to solve the problem of strong CP of QCD by solving the problem of strong CP of QCD. QCD is a powerful candidate for dark matter and can be obtained through direct interactions between elements during QCD phase shifts. March 2022, Journal of Cosmology and Astroparticle Physics published a paper (Kogai, Kitajima, Urakawa) on the influence of direct interaction, the formation of very heterogeneous spatial distribution, and the formation of spatial distribution. The time evolution of this achievement in the period of material dominance is evaluated, and the proposal is made. The residual quantity of this achievement and the possibility of measurement are evaluated. The performance of this achievement is estimated in the middle of this year. Topic 3) Exploration of dark matter by radio wave measurement: VLA/VLBA measurement proposal was adopted in November 2021, and the final collection and analysis of current data were carried out in June 2022.

项目成果

delta N formalism for gravitational waves

引力波的 delta N 形式

• 发表时间: 2022
• 作者: Fukunaga Hayato;Kitajima Naoya;Urakawa Yuko;浦川優子
• 通讯作者: 浦川優子

Signature of axion dark matter through gravitational messenger

轴子暗物质通过引力信使的签名

• 发表时间: 2021
• 作者: Fukunaga Hayato;Kitajima Naoya;Urakawa Yuko;浦川優子;浦川 優子;Yuko Urakawa;Yuko Urakawa;Yuko Urakawa
• 通讯作者: Yuko Urakawa

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

New scenario of axion minicluster formation

轴子小团簇形成的新情景

• 发表时间: 2021
• 作者: Fukunaga Hayato;Kitajima Naoya;Urakawa Yuko;浦川優子;浦川 優子;Yuko Urakawa;Yuko Urakawa
• 通讯作者: Yuko Urakawa

Anisotropic separate universe and Weinberg's adiabatic mode

各向异性分离宇宙和温伯格绝热模式

• DOI: 10.1088/1475-7516/2021/07/051
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics
• 影响因子: 6.4
• 作者: Tanaka Takahiro;Urakawa Yuko
• 通讯作者: Urakawa Yuko