Quantum perturbation theory in the formation of primordial black holes

• Project/Area Number: 25K07296
• 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: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 横山 順一 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 教授 (50212303)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2029-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2028: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2027: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2026: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2025: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
• Keywords: 原始ブラックホール / インフレーション / 密度ゆらぎ / 量子論 / 摂動論

Outline of Research at the Start

小スケールに大振幅の密度揺らぎを生成し、原始ブラックホール形成を実現できるような単一場インフレーションモデルは、高次量子補正によって大スケールにも大きな揺らぎを生成してしまい、観測と矛盾することが私たちの研究によって明らかになりました。そのような状況のもとで、どうすれば十分な量の原始ブラックホールを生成することができるか？　また高次量子補正がインフレーション宇宙論にもたらす基礎物理的なインパクトは何か？　この二つの問題に答えることが本研究の概要です。