素過程に与える環境効果と初期宇宙現象への応用

环境对基本过程的影响及其对早期宇宙现象的应用

• 批准号: 00J00824
• 负责人: 松本 重貴
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: The University of Tokyo (2001-2002)The High Energy Accelerator Research Organization (2000)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-00J00824/
• 关键词: 暗黒物質; 超対称性; MSSM; ニュートラリーノ; 2光子対消滅断面積; 非相対論的場の理論; 高次補正; γ線検出

暗黒物質の有力な候補の一つとして、Neutralino LSPがある。このNeutralino暗黒物質を職説、間接的に捕らえようとする観測が現在行われており、また多くの将来観測も計画されている。これらの観測のうち、我々の銀河のハローにおけるNeutralinoの2光子へ対消滅からくるガンマ線の観測は、背景ガンマ線に対して特長的なシグナル(Line signal)を示し、またその観測から暗黒物質の性質も精度よく決まることから注目を集めている。この対消滅過程は輻射過程であり、1-loopの計算はすでに行われている。この計算により、NeutralinoがHiggsino-likeあるいはWino-likeで比較的重い質量であるとき(数百GeV以上)、断面積はWボソンの質量でのみ抑制され、Neutralinoの質量に依存しなくなることが明らかになった。これは、もしNeutralinoが重いとすると、この観測は他の観測に比べ非常に有効になる事を意味する。一方、この素過程は理論のユニタリティーにより上限がつく。実際この制限はNeutralinoの質量の2乗に反比例している。このため質量が充分大きくなると、どこかで1-loopの計算は破綻し高次の影響と取り入れる必要が出てる。今回、Neutralinoの質量から2光子への対消滅断面積に対する高次の影響について調べた。具体的には、非相対論的場の理論の手法を応用し、これら高次の影響を比較的簡単に計算する事の出来る有効ラグランジアンを構成した。またこのラグランジアンを用いて、NeutralinoがHiggsino-like及びwino-likeの時に、どのくらいの質量で1-loopの計算が使えなくなるかを定量的に評価した。結果、wino-likeの時には約10TeV以上、Higgsino-likeの時には約1TeV以上のときに、1-loopの計算が破綻することを明らかにした。

Dark matter is a powerful candidate for Neutralino LSP. The Neutralino dark matter theory, indirect detection, and future detection plan The two photon pairs of Neutralino, the two photon pairs of Neutralino, The elimination process is a radiation process, and the 1-loop calculation is a process. This calculation is based on Neutralino's Higgsino-like and Wino-like weight (hundreds of GeV or more), cross-sectional area, and mass. This is a very important part of our work. A party, the prime process is theoretical, and the upper limit is set. In reality, the control limit is 2 times the mass of Neutralino. The quality of this node is sufficiently high, and the 1-loop calculation of this node has a flaw in its high-level impact and the need to take it in. Now, Neutralino's mass varies from 2 photons to 3 photons, and the area of destruction varies from 1 photon to 3 photons. The theoretical method of concrete and non-coherent fields is simple and simple, and the calculation results are simple and accurate. For example, when the neutral particle is Higgsino-like and wino-like, the mass of the particle is calculated in a 1-loop manner, and the quantitative evaluation of the particle is performed. Results: Wino-like time is about 10TeV or more, Higgsino-like time is about 1TeV or more, and 1-loop calculation is flawed.

项目成果

J.Hisano, Sh.Matsumoto, M.M.Nojiri: "Unitarity and higher order corrections in neutralino dark matter annihilation into two photons"Physical Review D. (to be appeared). (2003)

J.Hisano、Sh.Matsumoto、M.M.Nojiri：“中子暗物质湮灭成两个光子的幺正性和高阶修正”物理评论 D.（待发表）。

Sh.Matsumoto: "Higher order effects to the neutralino Annihilation into two photons"素粒子論研究. (to be appeared). (2003)

Sh.Matsumoto：“中子湮灭成两个光子的高阶效应”粒子理论研究（待发表）。