暗物质和中微子物理若干前沿问题的理论研究

暗物质和中微子物理是对超出标准模型外物理的直接探索，是当前粒子物理学前沿中非常活跃的一个研究领域。项目重点研究暗物质和中微子物理理论模型及其相关唯象学。结合各种暗物质探测实验、中微子振荡实验和大型强子对撞机 LHC 实验数据，主要开展以下理论研究：探讨暗物质粒子起源机制、中微子质量起源机制以及模型实现；研究小质量暗物质的模型实现及其探测信号特征；研究中微子质量起源、重子起源和暗物质起源的内在关联性；研究模型在LHC对撞机上的直接检验等等。. 我们在超对称理论下构造了一个中微子质量逆跷跷板机制模型，同时模型中的中微子超对称伴随粒子sneutrino作为暗物质的候选粒子。由于轻子数只是被很小的破坏，暗物质可以作为正反粒子不对称的暗物质，其起源可以和重子起源相关联。模型中暗物质正反粒子间存在很小的质量差，使得正反暗物质之间存在振荡现象。我们仔细考察了暗物质的宇宙演化，指出在一些合理的参数情况下，模型中暗物质作为振荡的不对称暗物质，可以是合适的暗物质候选粒子。我们讨论了轻暗物质粒子的模型构造以及相关唯象学，如利用太阳中微子的探测结果可以对相关的模型进行限制。构造了一种普适的跷跷板机制解释带电费米子和中微子质量的起源，模型中不存在强作用CP破坏问题。也即没有标准模型中的强CP问题，同时模型中的新自由度可以解释最近LHC上发现的新的共振态。我们找到了一种新的两圈层次上产生中微子质量的图象，讨论了具体的模型实现和模型在LHC上的检验。另外我们讨论了三个顶夸克末态和四个顶夸克末态在LHC上的测量以及它们对新物理和Higgs物理的检验。. 研究结果对我们理解暗物质和中微子物理以及它们之间的关联具有一定的科学意义。.