物質場を含む修正超重力理論の構成とその現象論

今年度は大きく分けて以下の３つの事柄に関しての研究を行った。一つ目は物質場及びゲージ場に対する高次微分相互作用を含む超重力模型の構成及びその宇宙論への応用である。特に超弦理論の枠組みにおける、 D－ブレーンの有効作用である、Dirac-Born-Infeld(DBI)型作用に注目した。特に、物質場とゲージ場が結合している系への拡張を初めて具体的に構成することに成功した。その系の応用として、初期宇宙におけるインフレーションモデルを構成し、DBI作用への拡張による宇宙論的影響についても調べた。その結果、DBI作用への拡張による補正によって、宇宙論的観測量が大きく変化する可能性があることを示すことができた。二つ目は６次元超重力理論に関する研究である。高次元時空は超弦理論の予言の一つであり、その性質を調べることは重要である。特に高次元時空の超対称性は４次元超対称性に比べて高い対称性となることも知られている。その素粒子現象論的な性質を調べるには4次元超対称性のみを明らかな形式で記述するのが有用となる。我々は6次元超重力理論を４次元超対称性が明らかな形式に書き換えることに成功した。三つ目はベキ零超場と呼ばれる特殊な超対称多重項を含む理論の構成である。現在の宇宙では超対称性は破れていなければならないが、その際に超対称性を破るフェルミオンが現れることが知られている。それは有効的にベキ零性を持つ超場により記述できることが知られている。本研究では特に超重力理論におけるゴールドスティーノ有効作用は完全なものを示し、さらに物質場と結合する場合について初めて具体的に示すことができた。また、その性質を持つ修正超重力理論モデルを構成した。そのモデルは宇宙観測と整合的であるだけでなく、1TeV程度の超対称性の破れを実現することを予言し、そのため近い将来の加速器実験により検証可能であること発見した。

今年度は大きく分けて以下の３つの事柄に関しての研究を行った。一つ目は物質場及びゲージ場に対する高次微分相互作用を含む超重力模型の構成及びその宇宙論への応用である。特に超弦理論の枠組みにおける、 D－ブレーンの有効作用である、Dirac-Born-Infeld(DBI)型作用に注目した。特に、物質場とゲージ場が結合している系への拡張を初めて具体的に構成することに成功した。その系の応用として、初期宇宙におけるインフレーションモデルを構成し、DBI作用への拡張による宇宙論的影響についても調べた。その結果、DBI作用への拡張による補正によって、宇宙論的観測量が大きく変化する可能性があることを示すことができた。二つ目は６次元超重力理論に関する研究である。高次元時空は超弦理論の予言の一つであり、その性質を調べることは重要である。特に高次元時空の超対称性は４次元超対称性に比べて高い対称性となることも知られている。その素粒子現象論的な性質を調べるには4次元超対称性のみを明らかな形式で記述するのが有用となる。我々は6次元超重力理論を４次元超対称性が明らかな形式に書き換えることに成功した。三つ目はベキ零超場と呼ばれる特殊な超対称多重項を含む理論の構成である。現在の宇宙では超対称性は破れていなければならないが、その際に超対称性を破るフェルミオンが現れることが知られている。それは有効的にベキ零性を持つ超場により記述できることが知られている。本研究では特に超重力理論におけるゴールドスティーノ有効作用は完全なものを示し、さらに物質場と結合する場合について初めて具体的に示すことができた。また、その性質を持つ修正超重力理論モデルを構成した。そのモデルは宇宙観測と整合的であるだけでなく、1TeV程度の超対称性の破れを実現することを予言し、そのため近い将来の加速器実験により検証可能であること発見した。