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量子論的ガリレオン場の探索と宇宙論的制限

Research Project

Project/Area Number 13J09500
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 (2014)
Nagoya University (2013)

Principal Investigator

齋藤 亮 (2014)  京都大学, 基礎物理学研究所, 特別研究員(PD)

齊藤 亮 (2013)  名古屋大学, 大学院理学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥1,610,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2014: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2013: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywordsガリレオン / 宇宙論 / 修正重力理論 / ガリレオン場 / 古典的ハミルトニアン / 量子論的ハミルトニアン / 宇宙論的摂動論
Outline of Annual Research Achievements

ガリレオン理論という単一スカラー場と質量の無い2自由度のテンサー場を含む理論を非摂動的に量子化し、宇宙論に応用しようとした。1年目の結果を受けて、一度ガリレオン理論の非摂動的正準量子化は諦めて、ガリレオン理論とは別の、さらに大きなクラスの理論(GLPV 理論)の理論の構造を調べた。この理論はガリレオンと同じく非正準な運動項を含むため、通常のやり方では正準形式に移れず、ハミルトニアンが構成できない。しかし、補助場のような場を使って、ラグランジアンに全微分項の違いは許して書き換えてやると、正準変数が定義でき、ハミルトニアンが構成できることがわかった。このハミルトニアンは、少なくとも古典的には元の書き換える前のラグランジアンと同じ時間発展を与える。しかし、ガリレオン理論も含めたこれらの理論は拘束系であり、量子化するためには拘束をすべて解いた物理的ハミルトニアンを求めるか、FPゴースト場を入れてBRST量子化するという広く知られた方法が必要である。両者は共変か共変でないかの違いしかないので、観測量を計算するときには同じ結果を与える。後者は非物理的な場を残さなくてはならないので、計算がやや煩雑になる。そのため、前者の拘束を解く方法で物理的ハミルトニアンを求めることを試みた。まず、あるゲージの下で、拘束条件をすべて求め、理論の自由度と物理的ハミルトニアンを求めることを行った。結果として、予想通りにテンサー場が2つとスカラー場が1つの理論になっており、物理的ハミルトニアンもマルチプライヤーについての微分方程式が解ければ求まることがわかった。この内容は論文にまとめられすでに出版されている。

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。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2015 2014 2013

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] Hamiltonian structure of scalar-tensor theories beyond Horndeski2014

    • Author(s)
      Chunshan Lin, Shinji Mukohayama, Ryo Namba, Rio Saitou
    • Journal Title

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      Volume: 1410 Issue: 10 Pages: 71-86

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2014/10/071

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Constraints and equations of motion of the Horndeski theory and the GLPV theory2015

    • Author(s)
      Rio Saitou
    • Organizer
      Mini-Workshop on Gravity and Cosmology
    • Place of Presentation
      IAP, Paris
    • Year and Date
      2015-02-24 – 2015-02-27
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Structure of constraints of the theory beyond Horndeski2014

    • Author(s)
      Rio Saitou
    • Organizer
      The 10th Asia-Pacific Symposium on Cosmology and Particle Astrophysics (CosPA 2014)
    • Place of Presentation
      University of Auckland, New Zealand
    • Year and Date
      2014-12-08 – 2014-12-12
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Structure of constraints of the theory beyond Horndeski2014

    • Author(s)
      Rio Saitou
    • Organizer
      The 24th Workshop on General Relativity and Gravitation (JGRG24)
    • Place of Presentation
      カブリ数物連携宇宙研究機構
    • Year and Date
      2014-11-10 – 2014-11-14
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Correct interaction Hamiltonian for the primordial trispectrum2013

    • Author(s)
      Rio Saitou
    • Organizer
      KMI-IEEC Joint International Workshop
    • Place of Presentation
      Nagoya University
    • Year and Date
      2013-08-03
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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Published: 2014-01-29   Modified: 2024-03-26  

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