2015 Fiscal Year Research-status Report
精密宇宙観測を用いた密度揺らぎの起源と宇宙進化の研究
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15K05084
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| Research Institution | Saga University |
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Principal Investigator |
高橋 智 佐賀大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60432960)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | インフレーション / 初期密度揺らぎ / 宇宙背景放射 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当該年度は特に複数場インフレーション模型に関して、小さなスケールの密度揺らぎに着目して研究を行った。通常、複数場インフレーション模型においては、インフラトン場がインフレーションのダイナミクスを支配し、一方、インフレーションのダイナミクスには影響を与えないスペクテーター場が初期密度揺らぎを生成するとして議論されるが、一般にはインフラトン場の揺らぎも初期密度揺らぎに寄与しうる。インフラトン場、スペクテーター場のどちらも初期密度揺らぎに寄与する場合、一般にはそれぞれの密度揺らぎのスケール依存性が異なるため、スケールに依って支配的な寄与を与える場が異なる可能性がある。例えば、大きなスケールではインフラトン場の揺らぎが支配的になるが、小さなスケールではスペクテーター場の揺らぎが支配的になることもありうる。現在プランク衛星等で精密に観測されている宇宙背景放射の揺らぎは大きなスケールに感度があるが、今後、上記のような模型を含め、さらにインフレーション理論（模型）を検証していくには小さなスケールの揺らぎの観測が重要になってくると思われる。
そのような観測のひとつとして、当該年度は宇宙背景放射のスペクトル歪みに着目し研究を行った。特に、上記のような複数場インフレーション模型について、現在のプランク衛星等のデータからの制限を解析し、その制限を考慮した上で複数場インフレーション模型における宇宙背景放射のスペクトル歪みがどの程度になり得るか、様々な模型のセットアップを仮定し解析を行った。その結果、上記のような複数場インフレーション模型を検証する上で、将来のPIXIEやPRISM等の宇宙背景放射のスペクトル歪みの観測は非常に有用であることを示した。
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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
本研究課題において、小さなスケールの密度揺らぎに着目してインフレーション模型を検証していくことはメインテーマのひとつであるが、その中でも宇宙背景放射のスペクトル歪みを用いた検証は当初計画していたもののひとつであった。当該年度は、この宇宙背景放射のスペクトル歪みを用いた複数場インフレーションの検証に関して解析を行い、具体的な知見を得た。よって、本研究はおおむね順調に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は小さいスケールの密度揺らぎについて、宇宙背景放射のスペクトル歪みのみでなく、他の観測（中世水素21cm線、強い重力レンズ効果に対する摂動など）についても検討し、インフレーション模型を検証する際の小さなスケールの揺らぎを用いる有用性について、様々なインフレーション模型を考慮し、研究を進めていきたい。また、インフレーションからの原始重力波に関しても、インフレーション理論の検証という観点から研究を進めていきたい。
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| Causes of Carryover |
当該年度に予定していた共同研究のための海外渡航が次年度に延期になったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
前年度に予定していた海外渡航を次年度に実施する予定である。
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