宇宙初期における加速度膨張、物質の生成、密度揺らぎの形成に関する研究

• Project/Area Number: 17740156
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
• Research Institution: Kanagawa University
• Principal Investigator: 粕谷 伸太 Kanagawa University, 理学部・情報科学科, 助教 (00386806)
• Project Period (FY): 2005 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2007: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2006: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2005: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
• Keywords: 素粒子論的宇宙論 / バリオン数生成 / インフレーション / エントロピー生成 / 軽元素合成 / Qボール / 超対称性理論 / 宇宙背景放射 / 宇宙の再電離 / 密度揺らぎ

Research Abstract

大きく分けて2つの成果があった。1つは宇宙のバリオン数生成のメカニズムに関するものである。超対称性理論においてスクォークやスレプトンで構成される平坦方向場によるアフレック・ダイン機構は、効率よく宇宙のバリオン数を生成できる。このメカニズムが働くためには、インフレーション中に、平坦方向場が大きな期待値を持っていないとならない。通常はケーラーポテンシャルの4次の項を使って出てくる負のハッブル質量項によってこれを達成しているが、この場合以外にも、ハッブルA項によっても大きな期待値が達成でき、より広くアフレックダイン機構が働くことを突きとめてきたが、本年度の研究で、そのハッブルA項をだすケーラーポテンシャルの一般的な形を示した。
2つ目は、グラビティーノがもっとも軽い超対称性粒子で、スタウのような荷電粒子が次に軽い超対称性粒子である模型における宇宙論的問題、特に、荷電粒子と軽元素が触媒効果によって束縛状態となり、形元素合成のある種の反応がとても大きくなり、初期宇宙における形元素合成がうまくいかなくなる、というものがある。本年度の研究では、そのような模型には、Qボールが存在するのが自然で、その崩壊によって出来るエントロピーで、スタウの存在量を数百倍薄めることが可能で、軽元素合成がうまくいくことを示した。

Research Products

• [Journal Article] Towards the robustness of the Affleck-Dine mechanism (2007)
  • Author(s): Shinta Kasuya
  • Journal Title: Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical 40 Pages: 6999-7004
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Entropy production by Q-ball decay for diluting long-lived charged particles (2007)
  • Author(s): Shinta Kasuya & Fuminobu Takahashi
  • Journal Title: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics 11 Pages: 19-19
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Early reionization by decaying particles in light of three year WMAP data (2007)
  • Author(s): Shinta Kasuya, Masahiro Kawasaki
  • Journal Title: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics 0702 Pages: 10-10
• [Journal Article] Towards the robustness of the Affleck-Dine baryogenesis (2006)
  • Author(s): Shinta Kasuya, Masahiro Kawasaki
  • Journal Title: Physical Review D 74 Pages: 63507-63507
• [Journal Article] 511 keV line and diffuse gamma rays from moduli (2006)
  • Author(s): Shinta Kasuya, Masahiro Kawasaki
  • Journal Title: Physical Review D 73 Pages: 63007-63007
• [Journal Article] Baryon asymmetry and split SUSY (2006)
  • Author(s): Shinta Kasuya
  • Journal Title: Proc.11^<th> International Symposium on Particles, Strings, and Cosmology (AIP Conf.Proc.) 805 Pages: 443-443
• [Journal Article] Smallness of baryon asymmetry from split supersymmetry (2005)
  • Author(s): Shinta Kasuya, Fuminobu Takahashi
  • Journal Title: Physical Review D 71 Pages: 121303-121303
• [Journal Article] 511 keV line from Q balls in the galactic center (2005)
  • Author(s): Shinta Kasuya, Fuminobu Takahashi
  • Journal Title: Physical Review D 72 Pages: 85015-85015
• [Presentation] Qボールの崩壊で作られるエントロピーによる長寿命荷電粒子の希釈 (2008)
  • Author(s): 粕谷神太
  • Organizer: 日本物理学会
  • Place of Presentation: 近畿大学
  • Year and Date: 2008-03-23