トポロジカルソリトンで探る素粒子の非摂動的現象

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本年度は、いくつかの模型におけるトポロジカルソリトンの性質を調べた。コールマンワインバーグ機構に基づく対称性の破れをもたらす模型における宇宙ひもと呼ばれるトポロジカルソリトンの性質を調べた。この模型ではコールマンワインバーグ機構によって量子効果により始めてU(1)対称性が自発的に破れ、それにより宇宙ひもが生じる興味深い模型である。この宇宙ひもの相互作用は通常の宇宙紐と大きく異なることを見出した。また、超伝導宇宙ひもと呼ばれるソリトン上のカレントの安定性を解析した。宇宙ひもが曲がっている場合、カレントが安定でなく崩壊してしまう現象が知られていた。我々はその崩壊率を詳細に計算し、宇宙論に与える影響を定量的に評価した。また、擬南部ゴールドストン暗黒物質と呼ばれるタイプの暗黒物質模型についても研究した。擬南部ゴールドストン暗黒物質は現在の暗黒物質の直接検出による制限を逃れつつ、熱的残存量により暗黒物質の残存量を説明できる模型である。この模型においては暗黒物質の熱的残存量のみでなく、宇宙ひもから生じる暗黒物質も宇宙に残る可能性があるため、その残存量を評価した。