| Project/Area Number |
20J12415
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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 | 国内 |
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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 | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
藤倉 浩平 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
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| Keywords | 宇宙論 / 相転移 / 重力波 / バリオン数生成 / アクシオン / 重力マイクロレンズ / 暗黒物質 / ニュートリノ / 電弱バリオジェネシス |
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| Outline of Research at the Start |
初期宇宙は、熱いプラズマ流体で満たされており、素粒子物理学を検証する偉大な実験場となっている。宇宙膨張によって宇宙の温度が冷えてくると、自発的対称性の破れに伴う相転移が起きることが知られている。相転移の次数が一次であると、宇宙に大量の泡が生成され、相転移は泡の膨張によって進行し、重力波を生成することが知られている。申請者は、素粒子物理学から予言される模型を、この一時相転移由来の重力波観測という立場から検証する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、宇宙論的一次相転移により生成される重力波の将来観測を通じて、素粒子標準模型を超える新しい模型の検証を試みるものです。
興味深いことに、宇宙論的一次相転移はCP対称性の破れが存在すると、重力波のみでなく、バリオン非対称性を生成することができます。宇宙論的一次相転移を用いて、標準模型を超える新しい物理を検証する足がかりとして、一次相転移から生成されるバリオン非対称性に関する研究についても精力的に行いました。多くの電弱バリオジェネシスと呼ばれるシナリオでは、電弱対称性の破れに準ずる電弱相転移に焦点を絞って議論されています。ところが、素粒子標準模型にバリオン数やレプトン数を持つ新たなフェルミオンが導入された模型では、電弱相転移とは異なる新たな宇宙論的一次相転移によってバリオン非対称性が生成できることを示しました。また、その拡張された模型において、研究目的であった重力波の信号を具体的に導き、重力波が将来観測可能であることを示しました。
当初の研究計画では、Peccei-Quinn対称性の破れに準ずる宇宙論的相転移から生成される重力波についても着目しておりました。ところが、一次相転移により生成される重力波から得られる制限に比べ、アクシオン星と呼ばれる天体に対する重力マイクロレンズの観測により得られる制限が、一般的かつ強い制限となることが期待されました。そこで、様々な重力マイクロレンズの観測結果を用いて、アクシオン星に対する重力マイクロレンズの制限を、アクシオン星と光源の星の有限サイズ効果を考慮した上で導きました。
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| Research Progress Status |
令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。
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