Extension of the Standard Model by flavor-dependent U(1) gauge symmetries

通过风味相关的 U(1) 规范对称性扩展标准模型

基本信息

批准号：
19J13812
负责人：
浅井健人
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：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度の研究では、最小拡張U(1)_(μ-τ)模型におけるニュートリノに関する物理量への制限を解析した前年度の研究に基づき、その枠組みにおいて宇宙の物質・反物質非対称性を実現できるかを議論した。具体的には、インフラトンの崩壊によって重い右巻きニュートリノが生成され、その右巻きニュートリノの崩壊によって物質・反物質非対称性が生成される非熱的レプトジェネシスと呼ばれるシナリオを考えた。CP位相といったニュートリノのパラメーターが実験によって測定されているニュートリノ混合角や質量の二乗差によって決まってしまう本模型において、非熱的レプトジェネシスによる物質・反物質非対称性の生成が、Planck衛星のCMB観測によるインフレーション模型や軽いニュートリノの質量への制限に抵触することなく実現しうることを明らかにした。また、U(1)_(μ-τ)電荷を持つ暗黒物質を含む模型を議論した。Thermal freeze-out機構のもと、この模型が実験や観測の制限を回避し、ミューオンの異常磁気能率を説明しつつ、暗黒物質の残存量が説明できるかを議論した。その結果、暗黒物質のU(1)_(μ-τ)電荷が大きければ、両方を自然に説明することができることを明らかにした。さらに、銀河中心に存在する暗黒物質の対消滅によって生じたニュートリノによる暗黒物質の間接検出についても議論した。この模型では暗黒物質は主にsecludedタイプの対消滅をする。この論文では、Secluded対消滅する暗黒物質のニュートリノによる間接検出を初めて議論し、ニュートリノ検出装置による対消滅断面積への制限を求めた。以上のように、前年度はレプトンフレーバーに依存するU(1)ゲージ群の持つ性質による模型の特徴、制限について議論し、本年度はその結果を利用してU(1)_(μ-τ)模型における現象論や実験による検証を議論した。

今年的研究，我们将在去年研究的基础上，分析最小扩展U(1)_(μ-τ)模型中与中微子相关的物理量的约束，并研究是否有可能实现物质-我们在这个框架内讨论了宇宙中的反物质不对称性。具体来说，我们考虑了一种称为非热轻子发生的情况，其中重右手中微子是由暴胀子衰变产生的，而物质-反物质不对称性是由右手中微子衰变产生的。在这个模型中，中微子参数（例如CP相）是由实验测量的中微子混合角和质量平方差确定的，普朗克卫星的CMB观测证实了非热轻子生成产生的物质-反物质不对称性。表明这可以在不违反暴胀模型或轻中微子质量限制的情况下实现。我们还讨论了包含带 U(1)_(μ-τ) 电荷的暗物质的模型。基于热冻结机制，我们讨论了该模型是否可以避免实验和观测的局限性，解释μ子的反常磁效率，并解释暗物质的剩余量。结果，我们发现如果暗物质的U(1)_(μ-τ)电荷很大，这两种现象都可以自然地解释。此外，我们还讨论了星系中心暗物质湮灭产生的中微子对暗物质的间接探测。在这个模型中，暗物质主要经历隐匿型湮灭。在本文中，我们首次讨论了利用中微子间接探测隐匿湮灭暗物质，并寻求中微子探测器对湮灭截面的约束。如上所述，去年我们讨论了由于 U(1) 规范组的特性取决于轻子风味而导致的模型的特征和局限性，今年我们将利用这些结果来开发 U(1) 规范组)_(μ-τ) 我们讨论了模型中的现象学并通过实验进行了验证。