超重力理論に基づくインフレーション宇宙モデルの諸問題

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10640250
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 川崎 雅裕 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (50202031)
• Keywords: インフレーション宇宙 / 超重力理論 / 超対称性 / バリオン数生成 / 銀河形成

Research Abstract

本年度は昨年度に引続き、超重力理論の枠組で構築したニュー・インフレーション・モデルに関して、その初期値問題を解決するためにプレ・インフレーション(ニュー・インフレーションの前に起こる別のインフレーション)を導入した場合の宇宙の大規模構造の形成に与える影響を調べた。ニュー・インフレーションの持続時間が十分でない場合にはプレ・インフレーションが作る密度揺らぎも観測可能になり、1つのインフレーションの場合とは大きく異なる密度揺らぎのスペクトルを生み出すが、理論のパラメーターによっては観測された銀河分布を良く再現できることが分かった。
さらに、ニュー・インフレーションの初期値問題を解決する別の方法として超重力理論に現れるケーラー・ポテンシャルを通じてインフラトン場が熱浴にある粒子に結合している場合にもニュー・インフレーションを起こすのに必要な初期値をインフラトン場がとることができることを示した。また、ニュー・インフレーションの一種で、初期値問題が無いトポロジカル・インフレーションも超重力理論の枠組で構築することができた。
インフレーション宇宙で超対称性がある場合のバリオン数生成のメカニズムとしてアフレック・ダイン・メカニズムが知られているが、これに関与しているスカラー場は宇宙の進化の過程でQボールと呼ばれるソリトンを作る可能性がある。これを確かめるために、数値シュミレーションを行い、超対称性の破れがゲージ場によって媒介されるモデルについては実際にQボールが作られることを示した。

Research Products

• [Publications] M. Kawasaki: "Cosmological constraints on late-time entropy production"Physical Review Letters. 82. 4168-4171 (1999)
• [Publications] K. Izawa: "R-invariant Topological Inflation"Progress of Theoretical Physics. 101. 1129-1133 (1999)
• [Publications] T. Asaka: "Superheavy Dark Matter and Thermal Inflation"Physical Review D. 60. 103518-1-6 (1999)
• [Publications] T. Asaka: "Initial Condition for New Inflation in Supergravity"Physical Review D. 61. 027303-1-3 (2000)
• [Publications] T. Kanazawa: "Double Inflation in Supergravity and the Large Scale Structure"Physical Review D. 61. 023517-1-9 (2000)
• [Publications] S .Kasuya: "Q-ball Formation through Affleck-Dine Mechanism"Physical Review D. 61. 041301-1-4 (2000)