[論文レビュー] A new type of stable Q balls in the gauge-mediated SUSY breaking

Shinta Kasuya, Masahiro Kawasaki|arXiv (Cornell University)|Jun 13, 2000

Cosmology and Gravitation Theories被引用数 9

ひとこと要約

この論文は、ゲージ媒介超対称性破れのシナリオにおいて、重力媒介型と呼ばれる新しい種類の安定な Q ボールを提案している。この Q ボールは、単位電荷あたりのエネルギーがニュートリノ質量 m_{3/2} に等しく、それがニュートロン質量未満であるため、核子崩壊に対して安定である。Q ボールは同時にダークマターとしても機能し、宇宙のバリオン数の源ともなるため、統一的な宇宙論的解決策を提供する。

ABSTRACT

We obtain a new type of a stable Q ball in the context of gauge-mediated SUSY breaking in MSSM. It is so-called gravity-mediation type of Q ball, but stable against the decay into nucleons, since the energy per unit charge is equal to gravitino mass m_{3/2}, which can be smaller than nucleon mass in the gauge-mediation mechanism. We consider the cosmological consequences in this new Q-ball scenario, and find that this new type of the Q ball can be considered as the dark matter and the source for the baryon number of the universe simultaneously.

研究の動機と目的

• ゲージ媒介超対称性破れモデルにおける安定な Q ボール解の探求。
• Q ボールが核子への崩壊に対して宇宙論的に安定であるかの検討。
• このような Q ボールが、同時にダークマターと宇宙のバリオン非対称性の源として機能できるかの調査。

提案手法

• ゲージ媒介超対称性破れの枠組み内で、単位電荷あたりのエネルギーが重力ニュートリノ質量 m_{3/2} に等しい Q ボール解を特定する。
• Q ボールの単位電荷あたりのエネルギーをニュートロン質量と比較することで、核子への崩壊に対する安定性を分析する。
• ゲージ媒介メカニズムを用いて重力ニュートリノ質量を導出し、それがニュートロン質量未満であることを保証することで安定性を確保する。
• Q ボールの形成、豊度、長期的安定性を含む宇宙論的影響を検討する。
• Q ボールがダークマター候補およびバリオン数の源として果たす二重的役割を評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ゲージ媒介超対称性破れモデルにおいて、Q ボールは核子への崩壊に対して安定に保たれるか？
• RQ2 Q ボールの単位電荷あたりのエネルギーがニュートロン質量未満になる条件は何か？
• RQ3 このような Q ボールが、同時にダークマター候補および宇宙のバリオン数の起源として機能できるか？
• RQ4 重力ニュートリノ質量は Q ボールの安定性および宇宙論的妥当性にどのように影響するか？
• RQ5 この新しい Q ボールタイプの形成および豊度にかかる宇宙論的制約は何か？

主な発見

• Q ボールは、単位電荷あたりのエネルギーが重力ニュートリノ質量 m_{3/2} に等しく、ゲージ媒介超対称性破れにおいてそれがニュートロン質量未満であるため、核子への崩壊に対して安定である。
• この Q ボール解は、ゲージ媒介フレームワークに由来するものの、重力媒介型である。
• Q ボールは、宇宙における観測されたダークマター密度を説明できる。
• 同時に、宇宙のバリオン数の源としても機能する。
• 宇宙論的シナリオは、Q ボールの一貫した形成と長期的安定性を許容する。