超対称素粒子模型の宇宙論への応用

超对称基本粒子模型在宇宙学中的应用

基本信息

批准号：
13740138
负责人：
諸井健夫
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13740138/
关键词：
素粒子物理宇宙物理超対称性宇宙背景放射宇宙暗黒物質

项目摘要

素粒子の超対称模型は、標準模型に内在する階層性の問題の解となり得ると共に大統一理論に成功の可能性を与えるため、多くの研究者が興味をもって研究を行っている。特にこの模型はさまざまな新しい粒子が導入されるため、宇宙論的にも極めて興味深い。本研究においては、超対称模型に現れるさまざまな粒子が宇宙の進化・発展に与える影響について、特に宇宙背景放射の物理に着目して研究を行った。超対称模型に現れるスカラー場は宇宙初期に大きな振幅を持つ可能性がある。この場合、宇宙背景放射はそのスカラー場の崩壊生成物によって作られるなど、宇宙発展のシナリオが大きな変更を受ける。このような宇宙進化のシナリオはこれまで多く提唱されてきたが、その実験・観測的な検証は困難であると思われてきた。本研究においては、このようなシナリオが宇宙背景放射の揺らぎを精密に観測することでテストされる可能性があることを指摘した。特にこのようなシナリオにおいては、宇宙の密度揺らぎに断熱的揺らぎと等曲率揺らぎが相関を持って現れうることを発見し、その結果宇宙背景放射のパワースペクトルに特徴的なシグナルが現れうることがわかった。ここで得られた結果は、MAP実験の結果を用いてさまざまな宇宙進化の模型をテストするにあたって重要な情報を与えるものである。そのような粒子の一例として、右巻きニュートリノの超対称パートナーである右巻きスニュートリノがあげられる。右巻きスニュートリノはその崩壊によって宇宙のバリオン数非対称性を説明する可能性を与える重要な粒子であるが、本研究においてはそのシナリオについての詳細な研究も行い、具体的な模型においてどのような宇宙背景放射のパワースペクトルが得られるかを調べると共に、MAP実験に対する影響も議論した。

基本粒子的超对称模型可以是解决标准模型固有的层次问题的解决方案，并为大统一理论提供成功的可能性，许多研究人员正在引起人们的兴趣进行研究。从宇宙学的角度来看，该模型特别有趣，因为它引入了各种新粒子。在这项研究中，我们对超对称模型中出现的各种颗粒的影响对宇宙的演化和发展进行了研究，重点是宇宙背景辐射的物理学。超对称模型中出现的标量场在早期宇宙中可能具有较大的振幅。在这种情况下，太空发展的情况会发生重大变化，例如其标量场的衰减产物所产生的宇宙背景辐射。过去已经提出了许多空间演化的情况，但是人们认为实验性和观察性验证很困难。在这项研究中，我们指出，可以通过对宇宙背景辐射中波动的精确观察来测试这种情况。特别是，在这种情况下，我们发现绝热的波动和等效性波动可能以相关性出现在宇宙的密度波动中，结果发现，发现特征信号可以出现在宇宙背景辐射的功率谱中。使用MAP实验的结果测试各种宇宙演化模型时，此处获得的结果提供了重要信息。这种粒子的一个例子是右中微子，是右手中微子的超对称伴侣。右中微子是重要的颗粒，它可能会因其衰变而解释宇宙中巴属数的不对称性，但是在这项研究中，我们还对场景进行了详细的研究，研究了宇宙背景辐射的功率谱，可以在混凝土模型中获得宇宙背景的功率，并讨论了对图实验的影响。