2015 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Why does the Universe accelerate? - Exhaustive study and challenge for the future - |
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15H05895
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
大栗 博司 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 主任研究員 (20185234)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
早田 次郎 神戸大学, 理学研究科, 教授 (00222076)
野村 泰紀 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 特任教授 (40647616)
山本 一博 広島大学, 理学研究科, 准教授 (50284154)
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| Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | ホログラフィー原理 / 情報不等式 / 正エネルギー定理 / ブラックホール情報問題 / 低エネルギー有効理論 / Massive Gravity / 修正重力理論 / 準非線形密度揺らぎの進化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大栗は、量子重力理論のホログラフィー原理に情報理論の不等式を応用して、量子重力理論の低エネルギー有効理論についての条件を導いた。特に、情報不等式によって、エネルギーの正値条件が決まることを明らかにした。また、AdS/CFT対応において、反ドジッターー空間の中の局所作用素をが、共形場の理論の作用素としてどのように表現されるかを議論した。野村は、ブラックホールの情報問題やいわゆる防火壁問題について、ホログラフィー原理の立場から新しい解決を提案した。また、ホログラフィー原理を用いて、いわゆるWeak Gravity Conjectureについて、共形場の理論の立場から新しい証拠を見出した。これら、大栗や野村の業績は、ホログラフィー原理や量子重力の微視的仕組みを明らかにするものである。一方、早田と山本は、低エネルギー有効理論の選択が、初期宇宙のインフレーション時代やその後の構造形成に与える影響を研究した。早田は、反対称テンソル場を含む低エネルギー有効理論（これは超弦理論でしばしば現れる）における非等方なインフレーション解を発見し、またMassive Gravityがインフレーション時代に発せられる原始の重力波に与える影響を評価した。また、山本は、（１）赤方偏移空間歪みの精密な理論模型、（２）修正重力理論における準非線形密度揺らぎの進化と重力チェレンコフ放射による制限、（３）アンルー効果に関する理論予言 の解析、を進めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究課題では、超弦理論からのトップダウンの予言能力を高め、本領域の実験分野に指針を与えることを目指す。そのためには、超弦理論から導かれる低エネルギー有効論の特徴づけ、また模型の様々なパラメータへの制限を明らかにする必要がある。大栗や野村の行っている、ホログラフィー原理を使った基礎的研究は、この方向への知見を深めている。たとえば、大栗は情報理論を使って、低エネルギー有効理論のエネルギー‐運動量テンソルについての具体的な条件を導いている。一方、早田と山本は、低エネルギー有効理論から出発して、インフレーション時代からの原始の重力波やその後の構造形成を分析している。さらに、山本は、、超弦理論以外の量子重力の可能性にも目を向け、修正重力 理論に基づく初期宇宙観測への予言を追及している。たとえば、修正重力理論について、準非線形密度揺らぎの進化と重力チェレンコフ放射による制限を明らかにした。これらの実績は、本研究課題の目標に沿ったものであり、研究は順調に進行していると判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題の目標は、超弦理論などの量子重力理論から出発して、その低エネルギー有効理論への道筋を明らかにして、初期宇宙の観測などへの予言につなげることである。現在、大栗と野村は、その中で超弦理論や量子重力理論の基礎的側面を研究しており、早田と山本は、低エネルギー有効理論を仮定して、そこから宇宙観測への予言を探求している。今後は、この２つの方向を各々さらに推進するとともに、これらを有機的に組み合わせることで、量子重力理論からその予言への道筋をつける成果もあげられるように努力する。そのために、研究会やワークショップなどを通じて、本研究課題内の研究交流を活発化させる活動も企画する。
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