密度揺らぎとテンソル揺らぎの非ガウス性を用いたインフレーション理論への制限

• Project Area: The Physical Origin of the Universe viewed through the Cosmic Background Radiation - from Cosmological Inflation to Dark Ages -
• Project/Area Number: 24111706
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 山口 昌英 東京工業大学, 理工学研究科, 准教授 (80383511)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000); Fiscal Year 2013: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2012: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
• Keywords: インフレーション / 非ガウス性

Research Abstract

テンソル揺らぎの音速と原始揺らぎの非ガウス性の間の関係を明らかにしました。密度（スカラー）揺らぎの音速とその自己三点相関関数との関係性とは異なり、テンソル揺らぎの音速は、テンソル自己三点相互作用でなく、それ以外の三点相関関数、特にスカラー・テンソル・テンソルの混合三点相関関数と強く関係していることが分かりました。これにより、宇宙背景放射の温度・Bモード・Bモード三点相関関数を検出することにより、テンソル揺らぎの音速が決定できることが期待されます。
インフレーション模型を包括的に扱う試みとして、空間の一様等方性に着目して有効理論を考えるというものがあります。つまり、空間の一様等方性と矛盾しないものは揺らぎの相互作用として全て現れても構わない、という考え方です。この考え方に基づいてスカラー場が複数個ある場合の完全に一般的な作用を書き下しました。また、これを用いることにより、軽い場の他にハッブルパラメータと同じくらいの質量を持った場がある時に、密度揺らぎにどのような補正が生じ得るかを一般的に明らかにしました。
インフレーションの軌道が急激に曲がる際に、インフレーションを起こす場とは異なった重い場が密度揺らぎにどのような影響を与えるかを明らかにしました。重い場が正準運動項を持つ場合に、この密度揺らぎへの補正を調べ、二点相関関数では軌道が曲がるスケールにピークが出る効果のみが現れる一方、三点相関関数ではその効果に加えて重い場の振動によるパラメータ共鳴の効果も現れることを明らかにしました。

Current Status of Research Progress

Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Effective field theory approach to quasi-single field inflation and effects of heavy fields (2013)
  • Author(s): Toshifumi Noumi, Masahide Yamaguchi, Daisuke Yokoyama
  • Journal Title: Journal of High Energy Physics Volume: 1306, 051 Issue: 6 Pages: 0-47
  • DOI: 10.1007/jhep06(2013)051
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Primordial spectra from sudden turning trajectory (2013)
  • Author(s): Noumi, Toshifumi and Yamaguchi, Masahide
  • Journal Title: JCAP Volume: 1312 Issue: 12 Pages: 038-038
  • DOI: 10.1088/1475-7516/2013/12/038
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Full bispectra from primordial scalar and tensor perturbations in the most general single-field inflation model (2013)
  • Author(s): Xian Gao, Tsutomu Kobayashi, Maresuke Shiraishi, Masahide Yamaguchi, Jun'ichi Yokoyama, Shuichiro Yokoyama
  • Journal Title: Progress of Theoretical and Experimental Physics Volume: 053 Issue: 5 Pages: 53E03-0
  • DOI: 10.1093/ptep/ptt031
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Primordial spectra from sudden turning trajectory (2013)
  • Author(s): Masahide Yamaguchi
  • Organizer: International Workshop on Particle Physics and Cosmology after Higgs and Planck
  • Place of Presentation: Chongqing, China
  • Invited