2016 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 / 原始密度揺らぎ / 複数場インフレーションモデル / 小スケールの揺らぎ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は、小スケールの原始密度揺らぎの情報を用いた際、どのようにしてインフレーションモデルを峻別できるか、特にパワースペクトルのスケール依存性を表すスペクトル指数の高次の量（running）に着目して研究を行った。具体的には、将来の21cm線（ミニハロー）の観測における、スペクトル指数の高次の量の測定精度について解析を行い、さらに、その精度でどのようにしてインフレーションモデルが峻別できるか調べた。その際、従来のスペクトル指数n_sとテンソル・スカラー比rに対する予言は縮退するようなモデル（および、モデルパラメタ）を例として選び（単一場インフレーションモデルだけでなく、複数場インフレーションモデルも含む）、スペクトル指数の高次の量を見ることにより、それらの縮退がどの程度解消できるか調べた。幾つかのモデルではns--r 平面での予言がほぼ縮退していていも、高次のスペクトル指数（running)に対する予言は異なり、将来の21cm線のミニハローの観測の精度で十分峻別できることがわかった。一方で、高次のスペクトル指数に対する予言もほぼ縮退するようなモデルも存在することもあり、このようなモデルをどのようにして検証していくかは今後の課題である。
また、小スケールの密度揺らぎだけでなく、等曲率揺らぎに関する研究も行った。複数場インフレーションモデルの一つであるカーバトン模型では、暗黒物質や宇宙のバリオン数の生成のモデルによっては大きな等曲率揺らぎが生成され、そのような場合、現在の宇宙背景放射による等曲率揺らぎの観測から排除されてしまう。しかしながら、詳細にカーバトン模型での等曲率揺らぎを調べることによって、カーバトン場が宇宙のエネルギー成分を長い期間支配してから崩壊する場合、等曲率揺らぎが抑制されることが分かった。これは複数場インフレーションモデルを考える上で大きな示唆を与える。
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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
今年度は様々な角度からインフレーション宇宙の検証について取り組んできた。当初から予定していた小スケールにおける密度揺らぎの関する研究について進展させることができ、さらには等曲率揺らぎなど、他の観点からの研究も行い、新たな知見を得た。よって、研究は概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 |
今後は原始重力波、非ガウス性について、それらの詳細なスケール依存性が将来の観測でどの程度精密に測定できるか、
そして、それらの情報を用いたインフレーションモデルの検証可能性について研究を進めていきたい。
さらに、原始密度揺らぎのパワースペクトルについても、これまでの研究ではあまり用いられていない強い重力レンズ効果を
用いて探査する方法など、新しい方法について精査していきたい。
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| Causes of Carryover |
想定していたよりも旅費が若干低額になったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
来年度の旅費に補充する。
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