素粒子論, 素粒子論的宇宙論 素粒子的な暗黒物質やその検出方法、ニュートリノ

素粒子論 加速器実験の物理、トップクォークの物理

インフレーション模型

実験による円周率測定

ミューオンラジオグラフィー

太陽質量

シミュレーションを用いた暗黒物質密度の評価

ダークフォトン

"宇宙における暗黒物質：存在すると考えられる理由と構造形成における役割"
(概要)私達が住んでいるこの宇宙の構成要素を知っていますか？これまでの様々な宇宙の観測結果から、正体不明の暗黒物質、暗黒エネルギーという「暗黒成分」が大量に存在することがわかってきました。その割合はエネルギーにして、実に宇宙全体の90％以上に及びます。つまり、我々が普段目にする普通の物質は10％にも満たないということです。暗黒成分の正体を解明すべく、世界中で様々なチャレンジが行われています。 　本発表では、暗黒成分、特に暗黒物質が存在すると考えられるようになった観測結果についてお話しします。そして発表者が取り組んでいる、宇宙の大規模構造形成のシミュレーションを使った研究についてもご紹介します。数式はほとんど使いませんので、気軽に聞いてもらえたら嬉しいです。
2021.10.18（月）15:00-16:00 A1号館４階 414号室 またはプレゼンテーションルーム（講師はオンラインで講演）

"ガンマ線　線スペクトルに注目した電弱相互作用を持つベクトル暗黒物質の探索"
(概要)電弱相互作用を持つ暗黒物質(DM)は、DMの最有力候補の一つです。DMがスピン0とスピン1/2のシナリオに関しては、 理論模型の構築と現象論の研究がすでに体系的に行われています。私たちは、DMのスピンを実験的に識別する方法を 明らかにするために、スピン1のDMのくりこみ可能な理論模型を構築しました。今回のセミナーでは、ガンマ線 線スペクトルの観測でDMスピンが識別できるかについてお話ししたいと思います。適切なDMの観測量が説明できるように 数TeVの電弱相互作用を持つDMを考えると、電弱相互作用が長距離力的にはたらき、DMの対消滅断面積が増幅されます。 ガンマ線 線スペクトルの予言値や、対消滅断面積の増幅の構造がDMのスピンごとにどのように異なるか比較することで、 スピンの識別可能性を議論したいと思います。
(2021.10.5（火）10:00- A1号館４階 414号室)

"ROOT講習会 -超初心者から初心者になる会-インストール・講習会"
(概要)CERNで開発されたC++言語ベースの解析ソフトウェアであるROOTは、 現在素粒子原子核実験分野をはじめ様々な分野で利用されている。 素粒子原子核実験で収集されたデータもROOT独自の形式で保存される ことが多い一方で、一般にツール独自のデータ形式というものはクセの 強いものであり、ROOTもその例に漏れず初心者には扱いにくいものである。 にもかかわらず、怠惰な実験屋がデータの共有にROOTの形式のファイルを 使用することも珍しくない。 しかし、使用法さえわかってしまえば、素粒子原子核実験のようなビッグ データ解析(のようなもの)にはうってつけのツールであり、その恩恵を 知っていれば怠惰な実験屋に苛立つことも少なくなるはずである。 ROOTに対してほとんど知識のない「超初心者」が突然ROOT形式の ファイルを受け取ったとき、一体どのような知識を持っていればそのファイル から情報を引き出すことができるだろうか。 本講習会では、ROOT形式のファイルを開き、「読む」ことができるように なる(=「初心者」になる)ための講習を、怠惰な素粒子実験屋が行う。
(2021.3.17(水) 10:00-17:00 オンライン)

"Probing a degenerate-scalar scenario in a pseudoscalar dark-matter model"
(概要)We study a pseudoscalar dark-matter model arising from a complex singlet extension of the standard model (SM), and show that the dark-matter-nucleon scattering is suppressed when two CP-even scalars are degenerate. In such a degenerate-scalar scenario we explore the model parameter space which satisfies constraints from the direct detection experiments and the relic density of dark matter. In addition, we discuss a possibility to verify such a scenario by using the recoil mass technique at the International Linear Collider. We find that a pair of states separated by 0.2 GeV can be distinguished from the single SM-like Higgs state at 5σ with integrated luminosity of 2 ab^-1.
(2021.2.5(金) 14:00-17:00 オンライン)

"ニュートリノ振動実験の現状と将来の展望"
(概要)1998年のスーパーカミオカンデにおけるニュートリノ振動の発見以降、ニュートリノ振動現象の理解は格段に進展しました。最近ではT2K実験でレプトンセクターのCP位相角パラメータに大きな制限を与えることに成功しています。もしこのCP対称性が破れていることを示すことができれば、現在の宇宙における物質と反物質の非対称性を説明する可能性も出てきます。本セミナーではニュートリノ振動の基本的な解説から、現在どこまで理解されているか、また将来の展望について紹介いたします。
(2020.12.16(水) 13:00-14:00 A1号館4階414)

"素粒子物理の現状と展望"
(概要)モノをバラバラにしていくとどうなるでしょうか？ 身の回りのものは原子でできています。原子はさらに電子と原子核、原子核はさらに陽子と中性子でできています。このように、より細かい要素に物をバラしていったときに、これ以上分割できない物を「素粒子」と呼びます。素粒子の性質を調べる学問が素粒子物理学です。
本講演では、これまでに知られている素粒子の法則と、今後解き明かされるべき物理を、ヒッグスと暗黒物質の物理を中心にお話ししたいと思います。
(2020.11.26(木) 13:30-14:30 A1号館4階414)

"重力理論研究と修正重力理論"
(概要)重力は自然界に存在する４つの力のうち１つであり、科学の歴史において古くから知られている物理現象の１つである。その理論体系は、ガリレオ、ケプラー、ニュートンらによって開拓され、今日ではアインシュタインによる一般相対性理論という形でまとめられている。一般相対性理論が予言する様々な現象は、これまでに多くの実験・観測によって検証されてきた。一方で、一般相対性理論ではない重力理論についての研究も進められている。このような重力理論は修正重力理論と呼ばれ、宇宙論や宇宙物理だけでなく、高エネルギー物理といった分野においても議論されている。例えば、素粒子物理学では既知の素粒子模型で説明できない問題を説明するために、新しい素粒子理論の提案が盛んに行われている。それと同様に、一般相対性理論では説明が困難な問題を説明するために、新しい重力理論として修正重力理論が提案されている。さらに、重力の性質を深く理解するための基礎研究としても、様々な種類の修正重力理論が研究されている。本講演では修正重力理論を研究する背景を紹介し、一般相対性理論をどのように修正するのか、そして、修正重力理論においてどのような現象が予言されるかについて易しく説明する。
(2020.11.5(木) 15:00-16:00 オンライン)

"宇宙暗黒物質探索の現状 ～WIMPs探索実験の相関図～ /Current status of dark matter search"
(概要)宇宙暗黒物質は1937年頃に天文学的観測から見つかりました。地球にもたくさん飛んできているはずなので多くの実験屋さんが探そうと試みましたが、何十年たっても見つかりません。実験では何を見ようとしているのか解説し、どうして見つからないのか、どうすれば良いのかを考えていくきっかけにしたいと思います。
(2019.12.12(木) 13:00-14:00 A1号館4階414)

"摂動論的QCDにおける高次補正の現状と展望/Current status and future prospects of higher order corrections in perturbative QCD"
(概要)欧州原子核研究機構(CERN)の大型ハドロン衝突型加速器(LHC)での実験によって、素粒子物理学の標準模型の枠組みで予言されていたヒッグス粒子が発見されましたが、当初期待されていた他の素粒子の発見などの標準模型を超える物理の確固とした証拠は観測されていません。このような状況の中で、近い将来に計画されている加速器実験では、すでに見つかっているヒッグス粒子の性質を精密に測定することで、高精度の実験データと高精度の理論予測の比較によって新しい物理の兆候を見出すことが考えられています。ここでは高精度理論計算の一例として、量子色力学におけるパートン分岐関数の量子補正についての最近の話題をお話したいと思います。
(2019.10.2(水) 14:00-15:00 A1号館4階414)

"素粒子研究の発展と展望"
(概要)素粒子論は量子論と相対論の融合をもとに発展してきた。本講演では 素粒子とその間に働く力がどのように理解されてきたかを概観する。 その上で、素粒子の標準理論の抱える課題と今後の展望を議論したい。
(2019.7.8(月) 16:45-17:45 A1号館4階414)

"青い銀河団のX線の性質"
(概要)宇宙の基本的な構成要素である銀河は、銀河中の星生成活動が活発であれば青色に、そうでなければ赤色に見える。青い銀河の割合(ブルーフラクション)が遠方の銀河団ほど増加する、ブッチャー・エムラー効果という現象が観測されているが、なぜ星生成活動が減衰し、終息したのかは明らかになっていない。また、銀河団をX線領域で観測すると、銀河団中に広がって分布している高温のガスが観測される。近傍の銀河群では、ブルーフラクションが大きいほどX線光度が低い、あるいはほとんどX線放射を持たないことが知られている(Mulchaey 2000; Ota et al.2004)。このような反相関が存在する理由は、銀河群のようなより小さな質量を持つ系ではガス加熱におけるメンバー銀河の役割が相対的に大きくなるためではないかと予想されるが、まだ解明されていない。そこで、様々なブルーフラクションを持つ銀河団ガスの性質を調べることで、銀河団中の銀河進化の解明につなげることができる。銀河団の性質を調べるために、まず、すばる望遠鏡のHSC(Hyper Suprime-Cam)を用 いた銀河団調査である、HSC-HSC(Hybrid Search for Clusters with HSC)サーベイのカタログから銀河団を選択し、XMM-Newton衛星のデータを用いて選択した銀河団を解析する。このような、私が現在行っている研究内容について解説する。
(2019.6.7(金) 15:30-16:15 A1号館3階315)

"MadGraph tutorial"（講義）
"Dark matter searches at the LHC"（談話会）
(概要)SMやBSMの散乱断面積計算や加速器内でのイベント 生成ができるコード Madgraph の使い方についての講義を中心に、研究の お話も談話会でしていただく予定です。参加者にはパソコンを持参して いただき、実際に講義の中でコードを一緒に動かします。
(2019.5.30(木) 10:00-16:30 A1号館3階315, 4階414)

"vector like クォーク模型におけるB中間子系の物理"
(概要)ヒッグス粒子の発見に代表されるように、素粒子標準模型は成功を収めている。また標準模型が予言するCP 対称性の破れやフレーバーを変える中性カレント(FCNC)の抑制が、K,B 中間子系の実験によって高い精度で検証されている。
その一方で、標準模型にはいくつかの問題が残っている。例えばクォークやレプトンの質量階層性である。標準模型では質量階層性を湯川相互作用の強さに帰着させる。しかし、相互作用の強さは理論から決めることが できないため、湯川相互作用の強さをうまく調節する必要がある。 フェルミオンの質量階層性を自然な形で説明する標準模型の拡張としてユニバーサルシーソー模型がある。この模型では、vector like フェルミオンを導入することで 標準模型のフェルミオン質量を説明する。それに加えて、導入した vector like フェルミオンはツリーレベルの FCNC 過程や新たな CP 対称性の破れを引き起こす。 本研究では、特にvector like クォーク(VLQ)に注目する。VLQを導入することによって生じるツリーレベルの FCNCや新たなCP対称性の破れは、B中間子系の観測量に影響する。本研究では、VLQを含む模型から構築される低エネルギー有効理論を用いてb → sγ等のB中間子稀崩壊過程を解析し、VLQのパラメーター に対する実験的制限を示す。
(2019.5.29(水) 13:00 A1号館3階315)

"Dark matter in gauge-Higgs unification"
(概要)In this talk, I will talk about the recent work on dark matter physics in a context of gauge-Higgs unification. Two possibilities will be discussed. The first case is a fermion DM and the other case is an SU(2)_L doublet vector DM.
※講演は日本語で行われます。
(2019.1.25(金) 13:00 A1号館3階315)

"炭素酸素原子核巨大共鳴からのγ線測定-超新星爆発からのタウ型ミュー型ニュートリノ検出のために-"
(概要)炭素、酸素は一番安定な軽い原子核の典型である。液体シンチレータ(CH2)や水(H2O)として大量に入手可能なので、 断面積の小さいニュートリノを検出するために大量に必要な標的として使われる。 我々は、阪大核物理センターで炭素酸素の巨大共鳴(Ex=16-33MeV)のγ線を世界で初めて測定した。 それが超新星爆発の際の中性カレントニュートリノ検出にどう寄与するかについてお話しする。

"Observations of dark matter and baryons"
(概要)宇宙の物質は約８５％が目に見えることができない暗黒物質、１５％がバリオンと呼ばれる通常の物質で占められている。 本セミナーでは暗黒物質やバリオンの分布がどのように観測されているのかについてレビューを行う。
(2018.11.29(木) 13:00 A1号館4階414)