宇宙論的相転移由来の重力波観測による素粒子理論の探索と検証

通过观测宇宙相变引力波探索和验证基本粒子理论

基本信息

批准号：
20J12415
负责人：
藤倉浩平
金额：
$ 1.34万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、宇宙論的一次相転移により生成される重力波の将来観測を通じて、素粒子標準模型を超える新しい模型の検証を試みるものです。興味深いことに、宇宙論的一次相転移はCP対称性の破れが存在すると、重力波のみでなく、バリオン非対称性を生成することができます。宇宙論的一次相転移を用いて、標準模型を超える新しい物理を検証する足がかりとして、一次相転移から生成されるバリオン非対称性に関する研究についても精力的に行いました。多くの電弱バリオジェネシスと呼ばれるシナリオでは、電弱対称性の破れに準ずる電弱相転移に焦点を絞って議論されています。ところが、素粒子標準模型にバリオン数やレプトン数を持つ新たなフェルミオンが導入された模型では、電弱相転移とは異なる新たな宇宙論的一次相転移によってバリオン非対称性が生成できることを示しました。また、その拡張された模型において、研究目的であった重力波の信号を具体的に導き、重力波が将来観測可能であることを示しました。当初の研究計画では、Peccei-Quinn対称性の破れに準ずる宇宙論的相転移から生成される重力波についても着目しておりました。ところが、一次相転移により生成される重力波から得られる制限に比べ、アクシオン星と呼ばれる天体に対する重力マイクロレンズの観測により得られる制限が、一般的かつ強い制限となることが期待されました。そこで、様々な重力マイクロレンズの観測結果を用いて、アクシオン星に対する重力マイクロレンズの制限を、アクシオン星と光源の星の有限サイズ効果を考慮した上で導きました。

这项研究试图通过对宇宙学一阶相变产生的重力波的未来观察来验证基本颗粒标准模型以外的新模型。有趣的是，宇宙学的一阶相变不仅可以产生重力波，而且可以在存在CP对称性破裂的情况下产生重度不对称性。使用宇宙学的一阶相变，我们还积极地进行了研究，研究了由一阶相变为垫脚石产生的重子不对称，以验证超出标准模型以外的新物理。讨论了许多称为Electroweak variogenation的场景，重点是电动相变，类似于破坏电子对称性。但是，我们已经表明，在基本粒子标准模型中引入了带有重子数量和Lepton数字的新费米子中，可以通过新的宇宙宇宙学一阶相变，这与Electroweak Electroweak相变的不同。此外，在这个扩展的模型中，我们专门得出了重力波信号，这是研究的目的，并证明将来可以观察到重力波。最初的研究计划还集中在与Peccei-Quinn对称性破裂相似的宇宙相变产生的引力波。但是，与从一阶相变产生的重力波获得的局限性相比，通过观察到称为轴突恒星的重力微晶体获得的局限性将是一个普遍且强的限制。因此，考虑到轴突恒星和光源恒星的有限尺寸效应，使用重力微粒的各种观察结果，我们得出了轴突恒星重力微渗透的局限性。

项目成果

期刊论文数量（17）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Tsung-Dao Lee Institute(中国)

李政道研究院（中国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Observable gravitational waves in minimal scotogenic model

DOI：
10.1088/1475-7516/2020/08/046
发表时间：
2020-03
期刊：
Journal of Cosmology and Astroparticle Physics
影响因子：
6.4
作者：
D. Borah;A. Dasgupta;K. Fujikura;S. Kang;Devabrat Mahanta
通讯作者：
D. Borah;A. Dasgupta;K. Fujikura;S. Kang;Devabrat Mahanta

Electroweak-like Baryogenesis with New Chiral Matter

具有新手性物质的类电弱重子发生

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ito Kei;Kashikawa Nobunari;Tanaka Masayuki;Kubo Mariko;Liang Yongming;Toshikawa Jun;Uchiyama Hisakazu;Ishimoto Rikako;Yoshioka Takehiro;and Takeda Yoshihiro;藤倉浩平
通讯作者：
藤倉浩平

Indian Institute of Technology Guwahati(インド)

印度理工学院古瓦哈提（印度）