高い超対称スケールを持つ超対称標準模型の現象論的研究

高超对称尺度超对称标准模型的唯象研究

• 批准号: 14J08296
• 负责人: 永田 夏海
• 金额: $ 1.91万
• 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: 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-14J08296/
• 关键词: 超対称性理論; 暗黒物質; 大統一理論; 加速器実験; 陽子崩壊

現在までに行われた様々な宇宙観測の結果から，暗黒物質が存在することは立証されている。しかしながら，素粒子標準模型の枠内では暗黒物質を説明することはできない。このことは，標準模型を超える新物理が存在することを強く示唆しており，暗黒物質の正体を明らかにすることは新物理の全貌を知る上で極めて重要となる。そこで私は，種々の有望な暗黒物質模型において暗黒物質の探索可能性を研究することにした。特に，高い超対称スケールを持つ超対称標準模型において可能な暗黒物質の候補を洗い出し，それぞれの候補についてどのような実験で探索するのが有望かを議論した。このような模型に着目した理由としては，近年のLHC実験における超対称性粒子の直接探索の結果，およびヒッグス粒子質量の測定結果のいずれもが，超対称性のスケールが電弱スケールと比較して大分高いことを示唆しているためである。このような場合，電弱スケールが何故数百GeV程度であるかを自然に説明することが困難になる。そこで，超対称標準模型における『自然性』の問題についても議論した。超対称標準模型の持つ多くの利点は，超対称性を持たないSO(10)大統一理論にも内包されていることが知られている。特に，これらの理論において，暗黒物質候補が自然に得られるのは非常に興味深い点である。そこで，このような暗黒物質の候補についても一般的に議論した。これらに加えて，近年のLHC実験において報告された新物理の兆候と考えられる事象のいくつかに着目し，それらの解釈可能性を研究した。これらの研究で与えられた予言は，数年以内にLHC実験において検証することが可能である。

迄今为止进行的各种宇宙观测的结果已经证明了暗物质的存在。然而，暗物质无法在基本粒子标准模型的框架内得到解释。这有力地表明了超越标准模型的新物理学的存在，而澄清暗物质的真实本质对于理解新物理学的全貌极其重要。因此，我决定研究使用各种有前景的暗物质模型寻找暗物质的可能性。特别是，我们在具有高超对称尺度的超对称标准模型中确定了暗物质的可能候选者，并讨论了哪些类型的实验有希望探索每种候选者。我们之所以关注这样的模型，是因为最近大型强子对撞机实验中直接寻找超对称粒子的结果和希格斯玻色子质量的测量结果都表明，超对称的尺度与电弱尺度相当，这是因为它。说明成本相当高。在这种情况下，很难自然地解释为什么电弱尺度达到数百GeV的量级。因此，我们还讨论了超对称标准模型中的“自然性”问题。据了解，超对称标准模型的许多优点也包含在不具有超对称性的SO(10)大统一理论中。特别是，非常有趣的是，暗物质候选者是在这些理论中自然获得的。因此，这种暗物质的候选者也被广泛讨论。除此之外，我们还关注了最近大型强子对撞机实验中报告的一些被认为是新物理学迹象的现象，并研究了它们的可解释性。这些研究中做出的预测可以在几年内在大型强子对撞机实验中得到验证。

项目成果

QCD effects on direct detection of wino dark matter

• DOI: 10.1007/jhep06(2015)097
• 发表时间: 2015-04
• 期刊: Journal of High Energy Physics
• 影响因子: 5.4
• 作者: J. Hisano;Koji Ishiwata;N. Nagata

Dark Matter and Gauge Coupling Unification in Non-SUSY SO(10) Grand Unified Models

非 SUSY SO(10) 大统一模型中的暗物质和规范耦合统一

• 发表时间: 2015
• 作者: Ryo Karakida;Masato Okada;Shun-ichi Amari;Natsumi Nagata
• 通讯作者: Natsumi Nagata

SU(5) grand unification in pure gravity mediation

• DOI: 10.1103/physrevd.91.055027
• 发表时间: 2015-01
• 期刊: Physical Review D
• 影响因子: 5
• 作者: J. Evans;N. Nagata;K. Olive

Probing gaugino coannihilation with displaced vertex searches

• DOI: 10.22323/1.268.0036
• 发表时间: 2016-05
• 期刊: arXiv: High Energy Physics - Phenomenology
• 作者: N. Nagata

Electroweakly-Interacting Dirac Dark Matter

电弱相互作用狄拉克暗物质

• DOI: 10.1103/physrevd.91.055035
• 发表时间: 2015
• 期刊: Physical Review D
• 影响因子: 5
• 作者: Renaldo Rasfuldi;Yui Kotani;Yasuki Kansha;Masanori Ishizuka;Atsushi Tsutsumi;N. Nagata and S. Shirai
• 通讯作者: N. Nagata and S. Shirai