宇宙論的観測で探る初期揺らぎの非ガウス性と初期宇宙モデルの検証

• Project/Area Number: 12J02775
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理(理論)
• Research Institution: Rikkyo University (2014); The University of Tokyo (2012-2013)
• Principal Investigator: 横山 修一郎 立教大学, 理学部, 助教
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥3,630,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2014: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2013: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000); Fiscal Year 2012: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: 非ガウス性 / インフレーション / 宇宙マイクロ波背景輻射 / 宇宙大規模構造 / 重力波 / 宇宙論的磁場 / 銀河の三点相関 / 超対称性理論 / モードカップリング / プレヒーティング

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、進展著しい宇宙論的観測を用いて初期密度揺らぎの非ガウス性を探り、初期宇宙モデルを検証する。研究の方向として大きく二つ挙げられる。１．個々のインフレーションモデルに対する初期密度揺らぎの非ガウス性を中心とした理論予言の精密な評価、２．様々な宇宙論的スケールでの揺らぎの観測に対する非ガウス性の影響の評価である。
平成２６年度は、BICEP2による「背景重力波」についての報告や、Planck衛星の結果報告といった詳細な宇宙論的観測結果が発表された年であった。そのような背景のもと、研究テーマのキーワードの一つでもある初期密度揺らぎの非ガウス性と背景重力波に関する研究を遂行した。大きな初期ゆらぎの非ガウス性を予言するモデルとして、カーバトンモデルと呼ばれるものがある。本年度はそのモデルに着目し、背景重力波観測から得られるカーバトンモデルに対する予言についての研究や、より詳細なモデルについての解析を行なった。
さらに新たな背景重力波生成シナリオの可能性についての議論についても行なった。これらは上で述べた研究の方向性の１に関連する。２に関連する仕事として、宇宙マイクロ波背景輻射のプランク分布からのずれに対する初期揺らぎの非ガウス性が与える影響を調べた。さらに、将来の大型電波干渉計を用いると、初期揺らぎの非ガウス性をより精密に測定することができると期待されているが、その観測量に対する精密な理論予言を行なった。とくに、非ガウス性を測定するための観測量における天体起源の影響について精査した。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Blue-tilted Tensor Spectrum and Thermal History of the Universe (2015)
  • Author(s): Sachiko Kuroyanagi, Tomo Takahashi, Shuichiro Yokoyama
  • Journal Title: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics Volume: 1502, 003 Issue: 02 Pages: 1-23
  • DOI: 10.1088/1475-7516/2015/02/003
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Can a spectator scalar field enhance inflationary tensor mode? (2015)
  • Author(s): Tomohiro Fujita, Jun'ichi Yokoyama, Shuichiro Yokoyama
  • Journal Title: Progress of Theoretical and Experimental Physics Volume: 043E01 Issue: 4 Pages: 1-12
  • DOI: 10.1093/ptep/ptv037
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Anisotropic CMB distortions from non-Gaussian isocurvature perturbations (2015)
  • Author(s): Atsuhisa Ota, Toyokazu Sekiguchi, Yuichiro Tada, Shuichiro Yokoyama
  • Journal Title: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics Volume: 1503, 013 Issue: 03 Pages: 1-20
  • DOI: 10.1088/1475-7516/2015/03/013
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Compensation for large tensor modes with iso-curvature perturbations in CMB anisotropies (2014)
  • Author(s): Masahiro Kawasaki, Shuichiro Yokoyama
  • Journal Title: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics Volume: 1405, 046 Issue: 05 Pages: 1-9
  • DOI: 10.1088/1475-7516/2014/05/046
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Curvaton in large field inflation (2014)
  • Author(s): Tomohiro Fujita, Masahiro Kawasaki, Shuichiro Yokoyama
  • Journal Title: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics Volume: 1409, 015 Issue: 09 Pages: 1-17
  • DOI: 10.1088/1475-7516/2014/09/015
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Isocurvature perturbations and tensor mode in light of Planck and BICEP2 (2014)
  • Author(s): Masahiro Kawasaki, Toyokazu Sekiguchi, Tomo Takahashi, Shuichiro Yokoyama
  • Journal Title: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics Volume: 1408, 043 Issue: 08 Pages: 1-14
  • DOI: 10.1088/1475-7516/2014/08/043
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Thermal Effects and Sudden Decay Approximation in the Curvaton Scenario (2014)
  • Author(s): Naoya Kitajima, David Langlois, Tomo Takahashi, Tomohiro Takesako, Shuichiro Yokoyama
  • Journal Title: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics Volume: 1410, 032 Issue: 10 Pages: 1-21
  • DOI: 10.1088/1475-7516/2014/10/032
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] CDM/baryon isocurvature perturbations in a sneutrino curvaton model (2014)
  • Author(s): Keisuke Harigaya, Taku Hayakawa, Masahiro Kawasaki, Shuichiro Yokoyama
  • Journal Title: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics Volume: 1410, 068 Issue: 10 Pages: 1-17
  • DOI: 10.1088/1475-7516/2014/10/068
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] CMB distortion anisotropies due to the decay of primordial magnetic fields (2014)
  • Author(s): 宮本幸一、開口豊和、田代寛之、横山修一郎
  • Journal Title: Physical Review D Volume: 89.063508 Issue: 6
  • DOI: 10.1103/physrevd.89.063508
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Halo/Galaxy Bispectrum with Primordial non-Gaussianity from integrated Perturbation Theory (iPT) (2014)
  • Author(s): 横山修一郎、松原隆彦、樽家篤史
  • Journal Title: Physical Review D Volume: 89.043524 Issue: 4 Pages: 043524-043524
  • DOI: 10.1103/physrevd.89.043524
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Critical constraint on inflationary magnetogenesis (2014)
  • Author(s): 藤田智弘、横山修一郎
  • Journal Title: Journal of Cosmology and Astroparticles Volume: 03.013 Issue: 04 Pages: 013-013
  • DOI: 10.1088/1475-7516/2014/04/013
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Scale-dependent bias due to primordial vector fields (2013)
  • Author(s): 白石希典、横山修一郎、市來淨與、松原隆彦
  • Journal Title: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Volume: 432,3 Issue: 3 Pages: 2331-2338
  • DOI: 10.1093/mnras/stt594
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Statistics of general functions of a Gaussian-field Application to non-Gaussianity from preheating (2013)
  • Author(s): 須山輝明、横山修一郎
  • Journal Title: Journal of Cosmology and Astroparticles Volume: 06.018 Issue: 06 Pages: 018-018
  • DOI: 10.1088/1475-7516/2013/06/018
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Implications of Planck results for models with local type non-Gaussianity (2013)
  • Author(s): 須山輝明、高橋智、山口昌英、横山修一郎
  • Journal Title: Journal of Cosmology and Astroparticles Volume: 06.012 Issue: 06 Pages: 012-012
  • DOI: 10.1088/1475-7516/2013/06/012
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Gravitational waves from a curvaton model with blue spectrum (2013)
  • Author(s): 川崎雅裕、北嶋直弥、横山修一郎
  • Journal Title: Journal of Cosmology and Astroparticles Volume: 08.042 Issue: 08 Pages: 42-42
  • DOI: 10.1088/1475-7516/2013/08/042
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Higher order statistics of curvature perturbations in IFF model and its Planck constraints (2013)
  • Author(s): 藤田智弘、横山修一郎
  • Journal Title: Journal of Cosmology and Astroparticles Volume: 09.009 Issue: 09 Pages: 009-009
  • DOI: 10.1088/1475-7516/2013/09/009
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Scale-dependent bias with higher order primordial non-Gaussianity: Use of the Integrated Perturbation Theory (2013)
  • Author(s): 横山修一郎、松原隆彦
  • Journal Title: Physical Review D Volume: 87 Issue: 2
  • DOI: 10.1103/physrevd.87.023525
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Full bispectra from primordial scalar and tensor perturbations in the most general single-field inflation model (2013)
  • Author(s): Xian Gao, 小林努、白石希典、山口昌英、横山順一、横山修一郎
  • Journal Title: Progress of Theoretical and Experimental Physics Volume: (出版中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] CMB power spectra induced by primordial cross-bispectra between metric perturbations and vector fields (2012)
  • Author(s): 白石希典
  • Journal Title: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics Volume: 11 Issue: 11 Pages: 46-46
  • DOI: 10.1088/1475-7516/2012/11/046
  • Peer Reviewed
• [Presentation] inflation in 2014 (2014)
  • Author(s): 横山修一郎
  • Organizer: 第３回観測的宇宙論ワークショップ
  • Place of Presentation: 名古屋大学素粒子宇宙起源研究機構（愛知県名古屋市千種区）
  • Year and Date: 2014-11-26 – 2014-11-28
  • Invited
• [Presentation] Primordial non-Gaussianity in large scale structure (2014)
  • Author(s): Shuichiro Yokoyama
  • Organizer: Relativistic Cosmology
  • Place of Presentation: 京都大学基礎物理学研究所（京都府京都市左京区）
  • Year and Date: 2014-09-09 – 2014-09-12
  • Invited
• [Presentation] Halo/Galaxy Bispectrum with Primordial non-Gaussianity from integrated Perturbation Theory (iPT) (2013)
  • Author(s): 横山修一郎
  • Organizer: 第2回観測的宇宙論ワークショップ
  • Place of Presentation: 国立天文台(東京都三鷹市)
  • Year and Date: 2013-12-05
• [Presentation] Issues on curvaton scenario with the termal effect (2013)
  • Author(s): 横山修一郎
  • Organizer: The 23^<rd> Workshop on General Relativity and Gravitation
  • Place of Presentation: 弘前大学
  • Year and Date: 2013-11-05
• [Presentation] インフレーションからの非ガウス性 (2013)
  • Author(s): 横山修一郎
  • Organizer: 日本物理学会第68回年次大会
  • Place of Presentation: 広島大学(招待(企画)講演)
  • Year and Date: 2013-03-27
• [Presentation] Scale-dependent bias with higher order primordial non-Gaussianity (2012)
  • Author(s): Shuichiro Yokoyama
  • Organizer: Nishinomiya Yukawa Symposium: New Waves in Gravityand Cosmology
  • Place of Presentation: 京都大学
  • Year and Date: 2012-12-04