標準模型を越える素粒子模型が持つべき理論構造の研究

超越标准模型的基本粒子模型应具备的理论结构研究

• 批准号: 14J05862
• 负责人: 柏瀨 翔一
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Kanazawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J05862/
• 关键词: インフレーション; ニュートリノ; 暗黒物質; 宇宙のバリオン数; 標準模型の拡張; バリオン数

素粒子標準模型はTeV領域までの高エネルギー実験の結果をほとんど正しく説明できるが、この模型の枠組みでは説明できない問題も明らかになっており、標準模型を越える模型が要求されている。特に、ニュートリノ質量、暗黒物質の存在、宇宙のバリオン数非対称性およびインフレーションは、観測・実験結果に基づく問題であるため、標準模型を越える模型構築に向けた重要な手がかりとなる。そこで、本研究では、ニュートリノ質量と暗黒物質の存在を説明する拡張模型の一つであるMa模型に注目し、これをさらに拡張することで宇宙のバリオン数非対称性とインフレーションを説明する模型の構築に取り組んだ。ここでは、Ma模型の拡張として複素スカラー場を導入し、インフレーションを実現する模型を考えた。この模型は、複素スカラー場がニュートリノ質量生成にも重要な役割を果たすという点で興味深い。さらに、この模型ではインフラトンの崩壊による宇宙の再加熱時にレプトン数生成が起こりうる。ここで生成されたレプトン数は、散乱過程とスファレロン過程を経てバリオン数となる。このとき重要となるパラメーターはニュートリノ振動実験および暗黒物質探査実験によって制限される。そこで、これらの制限を満たすパラメーターを用い、バリオン数生成量を定量的に評価した。また、上で導入した複素スカラー場に代わって、重力と結合する実スカラー場によるインフレーションのシナリオについても考えた。このシナリオにおけるレプトン数生成には実スカラーを二つ導入する必要があるが、この場合、実スカラー場の散乱過程のユニタリティーがインフレーションのエネルギースケールに達する前に破れる可能性がある。この問題は重力と実スカラー場の結合定数を階層的にとることで回避することができるため、この制限の下でバリオン数生成量を評価し、実験・観測結果に矛盾なくバリオン数が生成されることを示した。

基本粒子标准模型几乎可以准确地解释到TEV区域的高能量实验的结果，但是已经阐明了该模型框架无法解释的问题，并且需要超过标准模型的模型。特别是，中微子质量，暗物质的存在，宇宙中巴属数的不对称性以及通货膨胀是基于观察结果和实验结果的问题，并且是超过标准模型的模型构建的重要线索。因此，在这项研究中，我们专注于MA模型，MA模型是解释中微子质量和暗物质存在的扩展模型之一，通过进一步扩展这一点，我们致力于构建一个模型，该模型解释了Baryon数量的不对称性和宇宙的不对称性。在这里，我们提出了一个模型，该模型通过引入复杂的标量场作为MA模型的扩展来实现通胀。该模型很有趣，因为复杂的标量场在中微子质量产生中也起着重要作用。此外，由于Infraton崩溃，该模型在重新加热宇宙时可能会产生Lepton的计数。这里生成的Lepton数字是通过散射过程和SPHALLON过程的B​​aryon编号。然后，重要参数受到中微子振荡实验和暗物质探索实验的限制。因此，使用满足这些限制的参数对产生的重子数量进行了定量评估。此外，我们还考虑了由于实际标量场与重力相结合而引起的通货膨胀的情况，而不是上面引入的复杂标量场。在这种情况下，需要两个真正的标量来产生Lepton数字，但是在这种情况下，在达到通货膨胀的能量尺度之前，实际标量场的散射过程统一。可以通过层次在重力和实际标量场之间进行耦合常数来避免此问题，因此在此限制下，我们评估了Baryon数量的产生量，并表明在实验和观察结果中产生了Baryons的数量。

项目成果

Constrained inflaton due to a complex scalar

• DOI: 10.1088/1475-7516/2015/09/039
• 发表时间: 2015-05
• 期刊: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics
• 影响因子: 6.4
• 作者: Romy H. S. Budhi;Shoichi Kashiwase;D. Suematsu

修正輻射シーソーにおけるインフレーション

改进的辐射跷跷板中的通货膨胀

• 发表时间: 2014
• 作者: Romy H. S. Budhi;S. Kashiwase and D. Suematsu;Shoichi Kashiwase;柏瀬翔一;柏瀬翔一;柏瀬翔一;Shoichi Kashiwase;Shoichi Kashiwase;柏瀬翔一;柏瀬翔一
• 通讯作者: 柏瀬翔一

Inflation in a modified radiative seesaw model

改进的辐射跷跷板模型中的通货膨胀

• DOI: 10.1103/physrevd.90.113013
• 发表时间: 2014
• 期刊: Physical Review D
• 影响因子: 5
• 作者: Romy H. S. Budhi;S. Kashiwase and D. Suematsu
• 通讯作者: S. Kashiwase and D. Suematsu

Lepton number asymmetry via inflaton decay in a modified radiative seesaw model.

改进的辐射跷跷板模型中暴胀子衰变导致的轻子数不对称。

• DOI: 10.1016/j.physletb.2015.08.062
• 发表时间: 2015
• 期刊: Physics Letters B
• 影响因子: 4.4
• 作者: Shoichi Kashiwase;Daijiro Suematsu.
• 通讯作者: Daijiro Suematsu.

Inflation due to a nonminimal coupling of singlet scalars in the radiative seesaw model

辐射跷跷板模型中单重态标量的非最小耦合导致的暴胀

• DOI: 10.1103/physrevd.93.013022
• 发表时间: 2016
• 期刊: Physical Review D
• 影响因子: 5
• 作者: Romy H. S. Budhi;Shoichi Kashiwase;Daijiro Suematsu.
• 通讯作者: Daijiro Suematsu.