Testing quantum gravity with cosmological perturbations
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20F20326
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 外国 |
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| Review Section |
Basic Section 15010:Theoretical studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
辻川 信二 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (30318802)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
ELIZAGA NAVASCUE BEATRIZ 早稲田大学, 理工学術院, 外国人特別研究員
ELIZAGA NAVASCUES BEATRIZ 早稲田大学, 理工学術院, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2020-11-13 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2022: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2020: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
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| Keywords | 量子重力理論 / ブラックホール / インフレーション / ループ量子宇宙論 / 重力波 / 密度揺らぎ / 量子化 |
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| Outline of Research at the Start |
宇宙開闢の頃の物理現象を探るには，一般相対論と量子論を統一した量子重力理論が必要であると考えられている. そのような統一理論の有力候補であるループ量子重力理論に基づき，宇宙論的密度揺らぎの進化についての詳細な解析を行い，インフレーション期に生成される密度揺らぎと重力波のスペクトルの計算と，宇宙背景輻射の観測データに基づく量子補正に対する制限の研究を行う.
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，量子重力理論に基づくブラックホール解について詳しく調べた．まず，Ashtekar-Olmedo-Singhによって提唱されたループ量子重力理論での有効模型において，ダイナミカルな方程式の中に現れる積分定数の一般的な決定方法について考察した．この研究により，全時空におけるブラックホール解の構築が可能となり，それによって背景となる量子重力理論との関係が明らかになった．さらに，ブラックホールの熱力学的な性質を調べることにより，新しい時空構造の性質に関しても詳細に議論した．特に，ブラックホールの事象の地平線において連続的な振る舞いを示す場合のブラックホール内部と外部の構造および漸近的な構造について明らかにした．
さらに，量子重力理論の有効模型において，ブラックホール解のハミルトニアン的な構成方法を行った．特に，ループ量子重力理論の効果を，2つの正規化パラメータを用いて組み入れることで，拡張された位相空間での解析について取り組んだ．この手法を，ループ量子化のための出発点として扱うことで，物理的な状況を的確に表現するようなシステムに帰着することが可能であることを示した．さらに，大きな質量を持つブラックホール領域において，整合的な物理状態が存在するための条件について明らかにし，新しいループ量子重力理論の発展のための道標を与えた．
これらの研究成果は，Phys. Rev. D 106, 063516 (2022)とPhys. Rev. D 106, 043531 (2022)の2本の論文においてすでに出版されている．さらに，スペインのサラマンカ大学において行われたEREP 2022国際会議で，研究成果を発表した．
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(14 results)
