ソリトン配位をプローブとした初期宇宙論および素粒子物理の新展開

本研究は初期宇宙での形成が期待される新たなソリトン配位の可能性およびこれまで見落とされてきたソリトン配位の現象論的特性を明らかにし、ソリトン配位を素粒子標準模型及び標準宇宙論の背後の理論に対するより有効なプローブにしていくことを目的としている。本年度の研究では暗黒光子に関連する新たなタイプのソリトン配位とそれが標準模型に及ぼす影響について議論した。暗黒光子はQEDの光子と運動項を通してわずかに混ざり合う質量を持ったスピン１の粒子であり、標準模型の様々な拡張に登場する。特に最近では宇宙論への応用が活発に議論されている。我々は、暗黒光子がSU(2)ゲージ対称性が U(1) 対称性に敗れ、さらにU(1)対称性がZ2対称性に自発的に破れることで生じる場合の模型を考察した。この模型では暗黒セクターにモノポールやモノポールが暗黒宇宙ひもに繋がったビーズ状のソリトン解が生じる。申請者の過去の研究で暗黒セクターに生じたビーズソリトンはQED電荷からはあたかもQEDの磁気モノポールが生じたように見える現象が起こることが示された。本年度の研究では暗黒セクターに磁気モノポールに加え(暗黒)電荷を持った磁気モノポール(ダイオン)が生じた場合にそれがどのような効果をQEDに及ぼすのかを解析した。さらに暗黒光子が光子の電磁場テンソルだけでなくその双対テンソルに混合した場合にどのような現象が生じるのかも解析した。その結果暗黒セクターのダイオンはQED電荷から見た場合 U(1) が破れた層では暗黒セクターのダイポールとほとんど違いが生じないことが示された。また暗黒光子が光子の双対テンソルに混合した場合暗黒セクターの磁気モノポールがQED側からは電荷が存在するように見えることを示した。特にその電荷は暗黒U(1)が自発的に破れてもスクリーンされないという特異な性質を持つことを明らかにした。

本研究は初期宇宙での形成が期待される新たなソリトン配位の可能性およびこれまで見落とされてきたソリトン配位の現象論的特性を明らかにし、ソリトン配位を素粒子標準模型及び標準宇宙論の背後の理論に対するより有効なプローブにしていくことを目的としている。本年度の研究では暗黒光子に関連する新たなタイプのソリトン配位とそれが標準模型に及ぼす影響について議論した。暗黒光子はQEDの光子と運動項を通してわずかに混ざり合う質量を持ったスピン１の粒子であり、標準模型の様々な拡張に登場する。特に最近では宇宙論への応用が活発に議論されている。我々は、暗黒光子がSU(2)ゲージ対称性が U(1) 対称性に敗れ、さらにU(1)対称性がZ2対称性に自発的に破れることで生じる場合の模型を考察した。この模型では暗黒セクターにモノポールやモノポールが暗黒宇宙ひもに繋がったビーズ状のソリトン解が生じる。申請者の過去の研究で暗黒セクターに生じたビーズソリトンはQED電荷からはあたかもQEDの磁気モノポールが生じたように見える現象が起こることが示された。本年度の研究では暗黒セクターに磁気モノポールに加え(暗黒)電荷を持った磁気モノポール(ダイオン)が生じた場合にそれがどのような効果をQEDに及ぼすのかを解析した。さらに暗黒光子が光子の電磁場テンソルだけでなくその双対テンソルに混合した場合にどのような現象が生じるのかも解析した。その結果暗黒セクターのダイオンはQED電荷から見た場合 U(1) が破れた層では暗黒セクターのダイポールとほとんど違いが生じないことが示された。また暗黒光子が光子の双対テンソルに混合した場合暗黒セクターの磁気モノポールがQED側からは電荷が存在するように見えることを示した。特にその電荷は暗黒U(1)が自発的に破れてもスクリーンされないという特異な性質を持つことを明らかにした。