2016 Fiscal Year Annual Research Report
多波長宇宙論データを用いた究極的物理解析ツールの開発
| Project Area | Why does the Universe accelerate? - Exhaustive study and challenge for the future - |
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| Project/Area Number |
15H05896
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
小松 英一郎 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 主任研究員 (00750316)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
加用 一者 東京工科大学, 教養学環, 講師 (80377928)
高橋 慶太郎 熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 准教授 (80547547)
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| Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 観測的宇宙論 / 宇宙の大規模構造 / シミュレーション / 対数正規分布 / 重力レンズ効果 / 銀河分布の密度ゆらぎ / intensity mapping / 21cm線 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
H28年度の目標は、対数正規分布に従う物質密度場を生成するシミュレーションコード（H27年度に開発済み）を用いて生成した、B02（HSC）で得られる重力レンズ効果のシミュレーションデータ、およびB03（PFS）で得られる銀河分布のシミュレーションデータから、ダークエネルギーの状態方程式wとニュートリノ質量和∑mνの事後確率分布を求めるソフトウエアを書くことであった。これは達成できた。この結果より、もし暗黒エネルギーが宇宙定数（w=-1）であるならば、HSCとPFSから期待される∑mνへの上限値は95%の信頼度で∑mν<0.1電子ボルト（eV）であることがわかった。これは、ニュートリノ質量の構造が、いわゆる通常の階層構造（normal hierarchy）なのか、反転した階層構造（inverted hierarchy）なのかを見極めるのに適した精度である。もしこれらのデータから∑mν<0.1eVが得られればinverted hierarchyを棄却できる。逆に、∑mν>0.1eVであれば、初めてニュートリノ質量の絶対値を観測的に決定できる。どちらの結果も、素粒子物理学の理解を大きく進展させるから、この結論を得られたことは、すばる望遠鏡の主力装置であるHSCとPFSを用いた重力レンズと銀河のサーベイ観測の科学的価値の高さを確認した重要な成果であった。研究分担者の加用と、本科研費で雇用した真喜屋は、これらの成果を2017年3月に開催した新学術領域のシンポジウムで発表した。また、H29年度の課題の一つであるライマン・アルファ輝線の「intensity mapping」のシミュレーションプログラムの開発状況を、研究協力者の斎藤が同シンポジウムで発表した。研究分担者の高橋は、もう一つの課題である21cm線のintensity mappingを用いた宇宙論研究の可能性に関して2つの国内学会で発表し、論文を3編発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本研究課題で予定していたソフトウエアの開発は、当初の計画以上のペースで進み、ほぼ完成した。今後はそれらを応用して科学的成果を挙げる。
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| Strategy for Future Research Activity |
H29年度では、銀河の個数分布に加えて、宇宙の物質密度場を測定する新しい手法である「intensity mapping」のシミュレーションデータを作成する。想定する観測データは大規模電波望遠鏡アレイであるSquare Kilomter Array（SKA）による21cm輝線のデータと、小松がメンバーであるホビー・エバリー望遠鏡暗黒エネルギー実験（HETDEX）によるライマン・アルファ輝線のデータである。これらのシミュレーションデータと銀河分布との相互相関より、SKAやHETDEXから期待されるwと∑mνの制限を得る。
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| Remarks |
CRLは、研究代表者と共同研究者とが開発したコンピュータープログラムを公表するページである。本科研費で開発したプログラムも、このページで全世界に公表している。
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