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宇宙論的スーパーストリングでさぐる余剰次元の物理

Research Project

Project/Area Number 11F00327
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理(理論)
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

横山 順一  東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) LAKE MatthewJames  東京大学, 大学院・理学系研究科, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2011 – 2012
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2012: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2011: ¥400,000 (Direct Cost: ¥400,000)
Keywordsスーパーストリング / 宇宙ひも / 相転移 / 初期宇宙 / 余剰次元 / 高次元理論 / 位相的欠陥 / 時空構造 / 重力波
Research Abstract

本研究の目的は、宇宙論的スーパーストリングを用いることにより、宇宙論的な観測から余剰次元の物理を引き出すことにあった。昨年度から開始した研究として、まず一般のストリングが背景時空に及ぼす影響を考察するため、一様等方宇宙で対称性の破れに伴って宇宙ひもが生成した場合、時空構造にどのような影響を及ぼすか、解析し、その結果をPhysical Review D誌に論文として刊行した。次に宇宙論的スーパーストリングと場の理論的なストリングの対応関係を明らかにする研究に着手した。アーベリアンヒッグスモデルにおいて無限に長いストリング解を得るためにニールセンとオルセンが仮定した解の構造を拡張し、軸方向に波を持った解を構成した。通常はこのような波はゲージモードとして除去可能であるが、軸状にゲージ荷の分布が見られる場合には物理的なモードとして存在することが可能である。次にこのような新しい励起を持つ拡張ニールセン・オルセン解をスーパーストリング理論から得られるFストリング解と比較することにした。Fストリングは余剰次元空間にも及ぶため、クレバノフ・ストラスラー型の余剰次元空間を渦巻くストリングの形状が観測可能な4次元時空にも現れることになる。この余剰次元の影響が、場の理論によって構成された拡張ニールセン・オルセン型のストリングにおける軸方向の波動と同一視できることを見いだした。すなわち、軸方向にゲージ荷をもった場の理論的ストリングとスーパーストリング理論におけるFストリングは互いに対応関係を持つのである。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

本外国人特別研究員は、来日・就任前に癌に罹患していることが判明し、来日後短時日のうちに母国英国に一時帰国し、治療に専念しなければなりませんでした。幸い治療は順調に進みましたが、折柄起こった東日本大震災後の混乱のため、再来日を延期せざるを得ず、本格的な研究のスタートが遅れたのが主たる原因です。しかしまた、英国ではわずか3年間の大学院生活で博士号を取得可能なため、5年間鍛えちれた本学博士と比べるとその実力不足は否めず、実力以上の目標を設定しすぎたきらいもあったと言わざるを得ません。

Strategy for Future Research Activity

本外国人特別研究員は任期終了後タイ国の研究機関に次のポストを得ましたが、現在も随時連絡を取り合い、当初研究計画を一部遂行中です。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2012 2011

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] Cosmic strings with twisted magnetic flux lines and wound-strings in extra dimensions2012

    • Author(s)
      M. Lake, J. Yokoyama
    • Journal Title

      JCAP

      Volume: 9 Issue: 09 Pages: 30-30

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2012/09/030

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evolution of FLRW space time after the birth of a cosmic string2012

    • Author(s)
      M. Lakd, T. Suyama
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 85 Issue: 8 Pages: 83-521

    • DOI

      10.1103/physrevd.85.083521

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The evolution of FLRW spacetime after the birth of a cosmic string2012

    • Author(s)
      M.Lake, T.Suyama
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: (印刷中)

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Inborn metric of cosmic strings2012

    • Author(s)
      M.Lake, T.Suyama
    • Organizer
      日本物理学会年次大会
    • Place of Presentation
      関西学院大学(兵庫県)
    • Year and Date
      2012-03-27
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Spinning Cosmic Strings2011

    • Author(s)
      M.Lake
    • Organizer
      RESCEU/DENET summer school and workshop
    • Place of Presentation
      熊本県三愛高原ホテル
    • Year and Date
      2011-07-26
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-12-22   Modified: 2024-03-26  

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