岡山理科大学 長尾研究室では、素粒子論・素粒子論的宇宙論を研究しています
本研究室の客員研究員である高見寿先生による、物理実験徹底考察講座４「光」を行いました。
新４年生の懇親会を行いました。
藤間さんのセミナーが開催されました。
長尾の共著論文"A model explaining the new CDF II W boson mass linking to muon g−2 and dark matter"が公開されました。
応用物理学科から物理学科になりました。ホームページのデザインを一新しました。
高校生向けの出張講義も無料で受け付けています。
身の回りの物質を小さく分解していくと、それ以上小さく分解できない、物質の最小単位にたどり着くと考えられています。物質の最小単位の粒子を素粒子と呼びます。これまでに多くの素粒子が発見されていますが、素粒子についてはまだ説明できない謎が多く残っています。身の回りの物質だけでなく、宇宙に存在している物質はすべて素粒子からできていると考えられるので、宇宙の研究は素粒子と非常に深く関わっています。宇宙が誕生して現在の姿に成長するまでに、素粒子が大きな役割を果たしたできごとがたくさんあると考えられています。
宇宙に存在する物質の約5分の4は、これまでに発見されている素粒子だけでは説明することができません。この謎の物質は、暗黒物質と呼ばれています。暗黒物質の存在は、天体の運動や重力レンズ効果など、様々な観測から明らかになってきました。暗黒物質は、未発見の素粒子からできているのではないかと考えられていますが、まだ実験ではっきり見つけられたことはありません。本研究室では、暗黒物質と考えられる素粒子の性質や、それを実験で調べる方法について理論的に研究しています。
暗黒物質を始めとする未発見の素粒子や、性質がよくわかっていない素粒子を調べるためには、実験が必要です。粒子を非常に速く加速すると、高いエネルギーをもつ状態になります。高速の粒子を作り出す装置は加速器と呼ばれます。日本では、岡山県出身の仁科芳雄博士が主導して作成したサイクロトロン加速器から始まり、現在は茨城県の高エネルギー加速器研究機構や兵庫県のSPring-8などに大型の加速器があります。加速器で作った高いエネルギーをもつ粒子を別の粒子にぶつけると、新しい粒子が発見できたり、粒子の詳しい性質がわかったりします。1994年にトップクォーク、2000年にタウニュートリノ、2012年にヒッグス粒子といった新しい素粒子が発見されました。
ニュートリノ観測実験JUNOを用いた暗黒物質の探索
(概要) 暗黒物質(DM)は、銀河団衝突を含む種々の天文学的観測によって存在が確実視されており、
我々の宇宙のおよそ1/4のエネルギーを占めるとされています。その観測と性質の解明のために、DM
を直接原子核と散乱させる直接探索や、DMが放出した光子を観測する光学的探索が行われてきましたが、
DM由来と断定できる信号は今日まで検出されていません。そこで近年、現行の探索実験と相補的な強み
を持つニュートリノでのDM探索に注目が集まっています。本研究では、MeVスケールの質量を持つDMが
対消滅や崩壊を起こした際に放出するニュートリノ信号を解析し、将来的なニュートリノ観測実験の1つ
であるJUNOがDMの検出可能性を有することを明らかにしました。今回のセミナーでは、ニュートリノを
用いたDM探索のレビューと、本研究で明らかになったJUNOのDM検出可能性についてお話しします。
2022.07.11 14:00 - 15:00 A1号館414 またはオンライン
軽い媒介粒子を伴う
擬南部ゴールドストーン暗黒物質の直接検出
(概要) 近年の高精度の直接検出実験により、暗黒物質と原子核の間の相互作用に強い制
限が与えられている。擬南部ゴールドストーン暗黒物質は非相対論的極限で原子
核との散乱を抑制し、この強い制限を自然に満足することが知られている。しか
し、媒介粒子の質量が暗黒物質の質量に比べて非常に小さい場合、原子核との反
応率が有限な値として予言される。さらに通常の暗黒物質の場合と比較して原子
核反跳エネルギーの依存性が異なり、他の暗黒物質模型と区別できる可能性を示す。
2022.04.28 13:00 - 14:00 （オンライン）
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