Dynamics of Axion in the Early Universe

• Project/Area Number: 23K03415
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 15010:Theoretical studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 佐藤 亮介 大阪大学, 大学院理学研究科, 准教授 (20784268)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2027: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2026: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2025: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2024: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: 素粒子論 / アクシオン / 宇宙論 / 暗黒物質

Outline of Research at the Start

アクシオンは未発見の新しい素粒子であり、暗黒物質の有力な候補でもある。アクシオンが暗黒物質であるかどうかを検証するには、アクシオン暗黒物質を特徴付けるシグナルを見出す必要がある。アクシオン暗黒物質シナリオでは初期宇宙におけるアクシオン場の振る舞いが重要な役割を果たすため、場のダイナミクスに由来する痕跡が現在の宇宙に観測可能な形で残されていることが期待できる。本研究では、初期宇宙におけるアクシオン場のダイナミクスを数値的に解析することにより、アクシオン暗黒物質の存在および初期宇宙におけるアクシオン暗黒物質生成シナリオを解明するための理論的研究を行う。