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宇宙進化に対する小スケール揺らぎの影響とその観測的検証

Research Project

Project/Area Number 11J03430
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理(理論)
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

齊藤 遼  京都大学, 基礎物理学研究所, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2011 – 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2013: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2012: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2011: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Keywordsインフレーション / 原始密度揺らぎ / 重いスカラー場 / 微細構造 / 非ガウス性 / 暗黒物質 / 原始ブラックホール / 宇宙線
Research Abstract

今年度の研究では、前年度から引き続き重いスカラー場によって原始密度揺らぎのバイスペクトルに引き起こされる微細構造について研究を行った。
本研究ではインフレーション模型に含まれる重いスカラー場の存在に着F1し、その励起によって引き起こされる共鳴現象による原始密度揺らぎの増幅に関する解析を行った。この共鳴現象は原始密度揺らぎのスペクトルに微細構造を生み出し、この微細構造を検出する事ができれば、インフレーション模型の背景にある高エネルギーの物理について情報を得る事が可能となる。特に今年度には、前年度に行ったパワースペクトルに生じる微細構造の解析をバイスペクトルにまで拡張し、それらの関係を調べた。その結果、バイスペクトルに生じる微細構造はパワースペクトルにおけるものよりも顕著であり、また、それぞれのスペクトルに生じる微細構造の位置の間には相関がある事を明らかにした。
また、その励起機構によっては、共鳴によるものとは別の微細構造が生じる。2つの微細構造の間には相関があることが期待され、同時に検出する事ができれば、重いスカラー場検出の有意性を高める事ができると期待される。そこで、これらの微細構造の大きさの相関を調べ、その結果、共鳴によって生じる微細構造は小さい一方で、バイスペクトルには検出が可能なほどの大きな微細構造が現れることを明らかにした。
また、上記課題とは独立に、massive gravity理論の検証可能性、および量子トンネル現象に関する研究を行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

研究課題である原始密度揺らぎの微細構造に関する研究を計画通りに終える事ができた。本年度の研究では、さらに進んで、複数の微細構造の間の相関を解析する事で、その検出の有意性を高める研究を行っている。

Strategy for Future Research Activity

今年度までの研究によって、重いスカラー場が原始密度揺らぎにどのような痕跡を残すのか理論的な解析ができた。今後の研究では、実際の観測データからどのようにして微細構造を検出するか、またその検出の有意性を高める事ができるか研究を行っていく。まず、現在行っている研究をさらに進め、有意性を高める手段として複数の微細構造の間の相関を理論的に調べる研究を行う。

Report

(3 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2014 2013 2012 2011

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (12 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Coleman-de Luccia instanton in dRGT massive gravity2014

    • Author(s)
      Zhang Ying-li、齊藤 遼、Ybom Dong-han、佐々木 節
    • Journal Title

      The Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      Volume: 1402 Issue: 02 Pages: 022-022

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2014/02/022

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Localized Features in Non-Gaussianity from Heavy Physics2013

    • Author(s)
      齊藤 遼、高水 裕一
    • Journal Title

      The Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      Volume: 1306 Issue: 06 Pages: 1-22

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2013/06/031

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Testing general scalar-tensor gravity and massive gravity with cluster lensing2013

    • Author(s)
      成川達也、小林努、山内大介、齊藤遼
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 87 Issue: 12 Pages: 1-10

    • DOI

      10.1103/physrevd.87.124006

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Femto-lensing due to a Cosmic String2013

    • Author(s)
      柳哲文、齊藤遼、仙洞田雄一、高橋慶太郎、山内大介
    • Journal Title

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      Volume: 2013 Issue: 1 Pages: 1-17

    • DOI

      10.1093/ptep/pts045

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hawking-Moss instanton in nonlinear massive gravity2013

    • Author(s)
      Zhang Ying-li, 齊藤遼, 佐々木節
    • Journal Title

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      Volume: 1302 Issue: 02 Pages: 29-29

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2013/02/029

    • NAID

      120005244612

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Resonant Signatures of Heavy Scalar Fields in the Cosmic Microwave Background2012

    • Author(s)
      齋藤遼、中島正裕、高水裕一、横山順一
    • Journal Title

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      Volume: 1211 Issue: 11 Pages: 36-36

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2012/11/036

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Gravitational wave background as a probe of the primordial black hole abundance2013

    • Author(s)
      齊藤 遼
    • Organizer
      ワームホールと原始ブラックホール : その理論と観測
    • Place of Presentation
      名古屋大学(名古屋市)
    • Year and Date
      2013-11-25
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Excitation of a heavy scalar field : Turn in the inflaton trajectory2013

    • Author(s)
      齊藤 遼
    • Organizer
      JGRG23
    • Place of Presentation
      弘前大学(弘前市)
    • Year and Date
      2013-11-05
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Excitation of a heavy scalar field due to a turn in the inflaton trajectory2013

    • Author(s)
      齊藤 遼
    • Organizer
      日本物理学会 2013 年秋季大会
    • Place of Presentation
      高知大学(高知市)
    • Year and Date
      2013-09-22
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 重いスカラー場との共鳴による非ガウス性の増幅2013

    • Author(s)
      齊藤遼
    • Organizer
      日本物理学会第68回年次大会
    • Place of Presentation
      広島大学(広島県)
    • Year and Date
      2013-03-27
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Localized Features in Non-Gaussianity from the Resonance with Heavy Fields2013

    • Author(s)
      齊藤遼
    • Organizer
      Asia Pacific School/Workshop on Gravitation and Cosmology
    • Place of Presentation
      The Ocean Suites Jeju Hotel(韓国)
    • Year and Date
      2013-02-19
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Features in the CMB spectrum as a probe of heavy physics during inflation2012

    • Author(s)
      齊藤遼
    • Organizer
      JGEG22
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都)
    • Year and Date
      2012-11-13
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Localized features in non-Gaussianity from heavy physics2012

    • Author(s)
      齊藤遼
    • Organizer
      Critical Tests of Inflation Using Non-Gaussianity
    • Place of Presentation
      Max-Planck-Institutfur Astrophysik(ドイツ)
    • Year and Date
      2012-11-05
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Features in the CMB spectrum as an evidence of heavy physics2012

    • Author(s)
      齊藤遼
    • Organizer
      MG13
    • Place of Presentation
      Stockholm University(スウェーデン)(招待講演)
    • Year and Date
      2012-07-02
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 原始密度揺らぎに残る重いスカラー場の痕跡の研究2012

    • Author(s)
      齊藤遼
    • Organizer
      日本物理学会第67回年次大会
    • Place of Presentation
      関西学院大学(兵庫県)
    • Year and Date
      2012-03-25
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Resonant signatures of heavy fields in the cosmic microwave background2012

    • Author(s)
      齊藤遼
    • Organizer
      KASI-YITP Joint-Workshop
    • Place of Presentation
      KASI(韓国)(招待講演)
    • Year and Date
      2012-02-18
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Constraints on Particle Dark Matter Models by the Presence of Primordial Black Holes2011

    • Author(s)
      齊藤遼
    • Organizer
      JGRG21
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城県)
    • Year and Date
      2011-09-27
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Features in the primordial power spectrum from the coherent scalar-fields oscillations2011

    • Author(s)
      齊藤遼
    • Organizer
      COSMO2011
    • Place of Presentation
      the University of Porto(ポルトガル)
    • Year and Date
      2011-08-22
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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

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