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インフレーションとダークエネルギーの起源の探究

Research Project

Project/Area Number 11J06781
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 InstitutionTokyo University of Science

Principal Investigator

大橋 純子  東京理科大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2011 – 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2013: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2012: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords宇宙物理 / インフレーション / 宇宙背景放射
Research Abstract

ビッグバン宇宙論の諸問題を解決するため、1980年代初頭にインフレーションと呼ばれる宇宙初期の加速膨張のシナリオが提唱された。インフレーション中には、後に宇宙の大規模構造の種となる密度ゆらぎが生成され、理論的に予言されるスカラー型の揺らぎのスペクトルは、宇宙背景輻射(CMB)の温度揺らぎの観測とよく一致している。しかし、インフレーションを引き起こす起源は未だ明らかになっておらず、その機構を理論的に明らかにしようとする研究が世界的に活発に行われている。我々は、今年3月に発表されたPlanck衛星による新しい観測データを用いた統計解析により、一般相対論を拡張した様々な単一場インフレーション模型に対する観測的制限を議論した。
さらに、WMAPおよびPlanckの観測から、CMBの温度揺らぎのスペクトルに非等方性があることが示唆されている。その非等方性を説明するために、スカラー場がベクトル場と結合しているインフレーション模型が先行研究で提唱されており、その場合にはスペクトルがoblate型の異方性を持ち、温度揺らぎの非ガウス性が大きくなり得ることが知られている。それに対して我々は、インフラトン場が2-form場と結合している新しい模型での解析を行い、非等方インフレーションが起こることと、スペクトルがprolate型の異方性を持つことを示した。さらに揺らぎの非ガウス性は、局所型の運動量依存性の場合には抑制されるのに対し、等辺型のような他の場合には大きくなり得ることを明らかにした。我々が得た結果は現在の観測と整合的であり、今後の観測精度の向上及び理論研究の進展により、更なる現実的な理論模型の構築に貢献するものと期待される。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

Planck衛星の結果が2013年3月に発表された事を受け、研究に取り組んでいるいくつかの理論モデルに対して、新しいデータを取り入れた統合解析を合わせて行うことで、観測との整合性を明らかに出来た。また、国内および海外での研究発表や、他大学の研究者を交えた研究会やゼミへの参加で、人脈が広がった。

Strategy for Future Research Activity

これまで研究を行っていた非等方インフレーション模型について、4次元時空で場の運動方程式が2階微分に保たれる最も一般的な理論(ホルンデスキ理論)に適用し、幅広いインフレーション模型において応用できることを示したいと考えている。また、新たに公開されたBICEP2による重力波の結果及び、今年9月頃に発表されると期待されるPlanck衛生の重力波Bモードの結果を踏まえ、観測的に示唆されるインフレーション模型の選別や、新たな模型の構築について研究を進めて行きたい。

Report

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

    (15 results)

All 2014 2013 2012 2011

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (9 results)

  • [Journal Article] Strong Planck constraints on braneworld and non-commutative inflation2014

    • Author(s)
      Gianluca Calcagni, Sachiko Kuroyanagi, Junko Ohashi, Shinji Tsujikawa
    • Journal Title

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      Volume: 1403 Issue: 03 Pages: 52-52

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2014/03/052

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Planck constraints on single-field inflation2013

    • Author(s)
      Shinji Tsujikawa, Junko Ohashi, Sachiko Kuroyanagi, Antonio De Felice
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 88 Issue: 2 Pages: 23529-23529

    • DOI

      10.1103/physrevd.88.023529

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Observational signatures of anisotropic inflationary models2013

    • Author(s)
      Junko Ohashi, Jiro Soda, Shinji Tsujikawa
    • Journal Title

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      Volume: 1312 Issue: 12 Pages: 9-9

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2013/12/009

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Anisotropic power-law k-inflation2013

    • Author(s)
      Junko Ohashi, Jiro Soda, Shinji Tsujikawa
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 88 Issue: 10 Pages: 103517-103517

    • DOI

      10.1103/physrevd.88.103517

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Potential-driven Galileon inflation2012

    • Author(s)
      Junko Ohashi, Shinji Tsujikawa
    • Journal Title

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (JCAP)

      Volume: 1210 Issue: 10 Pages: 35-35

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2012/10/035

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Observational constraints on assisted k-inflation2011

    • Author(s)
      Junko Ohashi, Shinji Tsujikawa
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 83 Issue: 10 Pages: 103522-103522

    • DOI

      10.1103/physrevd.83.103522

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Anisotropic Non-Gaussianity from a Two-Form Field2013

    • Author(s)
      Junko Ohashi
    • Organizer
      CosPA 2013
    • Place of Presentation
      PAGODA HOTEL in Honolulu
    • Year and Date
      2013-11-13
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Observational signatures of anisotropic inflationary models2013

    • Author(s)
      Junko Ohashi
    • Organizer
      1st APCTP-NBIA joint workshop on Cosmology and Astroparticle Physics
    • Place of Presentation
      The Asia Pacific Center for Theoretical Physics and Niels Bohr International Academy in Pohang
    • Year and Date
      2013-10-22
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Anisotropic Non-Gaussianity from a Two-Form Field2013

    • Author(s)
      Junko Ohashi
    • Organizer
      日本物理学会秋季大会
    • Place of Presentation
      高知大学
    • Year and Date
      2013-09-22
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Potential-driven Galileon inflation2012

    • Author(s)
      Junko Ohashi
    • Organizer
      The 3rd International Workshop on Dark Matter, Dark Energy and Matter-antimatter Asymmetry
    • Place of Presentation
      National Center for Theoretical Sciences (NCTS)(口頭発表)
    • Year and Date
      2012-12-29
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Potential-driven Galileon inflation2012

    • Author(s)
      Junko Ohashi
    • Organizer
      日本物理学会 秋季大会
    • Place of Presentation
      京都産業大学(口頭発表)
    • Year and Date
      2012-09-13
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Potential-driven Galileon inflation2012

    • Author(s)
      Junko Ohashi
    • Organizer
      The Thirteenth Marcel Grossmann Meeting (MG13)
    • Place of Presentation
      the Stockholm University(口頭発表)
    • Year and Date
      2012-07-02
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Potential-driven Galileon inflation2012

    • Author(s)
      Junko Ohashi
    • Organizer
      JGRG22
    • Place of Presentation
      The University of Tokyo(ポスター発表)
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Observational constraints on assisted k-inflation2011

    • Author(s)
      Junko Ohashi
    • Organizer
      6th Aegean Summer School Quantum Gravity and Quanturn cosmology
    • Place of Presentation
      The School of the Ursulines in Chora of the Naxos island, Greece(口頭発表)
    • Year and Date
      2011-09-12
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Observational constraints on assisted k-inflation2011

    • Author(s)
      Junko Ohashi
    • Organizer
      第41回天文天体物理若手夏の学校
    • Place of Presentation
      愛知県西浦温泉,ホテルたつき(ポスター発表)
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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

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