Study of vacuum structure based on the classification of dark matter models

基于暗物质模型分类的真空结构研究

基本信息

批准号：
19K03867
负责人：
大村雄司
金额：
$ 2.41万
依托单位：
Kindai University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題では、宇宙の真空構造と暗黒物質(DM)の解明を目的としている。DMの候補としては、他の素粒子と(未知の)弱い相互作用を通して熱的に生成されるDMを考えている。この研究期間中では、DMとレプトンが湯川相互作用をする模型(レプトンポータルDM模型)に着目し、ボトムアップ的に具体的な模型を構築してDMの物理的性質に基づいて模型の分類分けをおこなっている。その上で、それぞれの模型の実験バウンドと将来実験での検証方法を研究している。特に今年度は、論文Phys.Rev.D106(2022)1,015005 (論文1)、JHEP03(2023)010(論文2)において、最新の実験結果に基づいた研究を行い、論文1ではフレーバー実験とコライダー実験で報告されている「標準模型の予言からのずれ」の背後にレプトンポータルDM模型が存在する可能性を提案し、実験でのDMの検証可能性を研究した。また、近年のDM直接探索実験の目覚しい成果により、本研究で注目するようなDMは非常に強い実験バウンドを受けている。論文2では、その強いバウンドから逃れられる、DMの質量が非常に軽いレプトンポータルDM模型を構築して検証方法の研究を行い、研究成果を研究会で発表した。その他にも、余分にヒッグス場がある模型や標準模型のゲージ対称性が拡張された模型(Pati-Salam 模型)でフレーバー物理とコライダー物理を解析し、我々の真空構造の解明に向けた現象論的研究を進めた。今後、これらの研究を踏まえて真空構造とDMの関係を調べていく。

该研究项目旨在阐明宇宙和暗物质（DM）的真空结构。作为 DM 的候选者，我们正在考虑通过与其他基本粒子的（未知）弱相互作用热产生的 DM。在本研究期间，我们重点研究了DM和轻子与汤川相互作用的模型（轻子门户DM模型），自下而上构建了具体模型，并根据DM的物理性质对模型进行了分类。。基于此，我们正在研究各个模型的实验界限以及未来实验中的验证方法。尤其是今年，论文Phys.Rev.D106(2022)1,015005 （论文1）和JHEP03（2023）010（论文2），我们根据最新的实验结果进行了研究，提出了DM模型背后存在轻子门户DM模型的可能性，并研究了在DM中验证DM的可能性。实验。此外，由于近年来直接DM探索实验的显着成果，作为本研究重点的DM受到了很强的实验限制。在论文2中，我们构建了一个具有极轻DM质量、可以逃脱强弹跳的轻子门户DM模型，研究了验证方法，并在研究会议上展示了研究成果。此外，我们还使用带有额外希格斯场的模型和标准模型（Pati-Salam模型）的扩展规范对称性模型来分析风味物理学和对撞机物理学，并研究了旨在阐明我们的真空结构的现象。研究。未来我们将基于这些研究来探讨真空结构与DM之间的关系。