2016 Fiscal Year Annual Research Report
模型の詳細に依らない重力理論の統一的枠組みに関する研究
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16J06266
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
渡邉 陽太 東京大学, 大学院理学系研究科, 特別研究員(DC1)
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2016-04-22 – 2019-03-31
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| Keywords | インフレーション / スカラー・テンソル理論 / カーバトン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当該年度は三論文が雑誌に受理された。
1.標準的なインフレーション宇宙論では、インフレーション中にホライズンを出てその後観測される波のモードの数の対数は、インフレーション時のde Sitterホライズンが持つエントロピーよりも小さくなる。そこで、エントロピーの熱力学的な意味と整合するためにはこの不等式が他の模型でも成り立つべきだという予想がなされ、ゴースト凝縮インフレーション模型は不等式が成立しないため基礎原理に反するという議論が成されていた。しかし発表論文では、観測されている宇宙項を考慮すると当該模型でも不等式が成立することを示した。
2.運動方程式が二階となるスカラー場の理論のうち、理論が場に依存せず、非動的なMinkowski時空上を伝播し、かつ場の一回微分が特性曲線上を伝播する非線形平面波解が近年解析された。その結果、理論を標準的な運動項の周りでTaylor展開して補正を加えると、初期条件を微調整しない限り場の二階微分が発散し、補正無しでは発散しないことが示された。そこで発表論文では、先行研究と同じ仮定の下で二階微分が発散しない理論をすべて求め、補正無しの理論だけでなく、無限項を足し合わせた結果として平方根の構造を持つDBI理論も得られ、それ以外は存在しないということを示した。
3.膜インフレーション模型には、インフラトンのポテンシャルが変曲点を持つ模型や、重力と共形結合しインフラトンが速く転がる模型が知られている。これらに初期密度揺らぎを作るカーバトン場を導入する場合、それが４次元計量と誘導計量のどちらと結合しているかで観測量が変わり得る。そこで発表論文では、各々の模型・計量における密度揺らぎのパワースペクトルを算出した。その結果、前者の模型では各々の計量に応じて理論のパラメータが異なるように制限され、後者の模型・誘導計量の場合は観測的に棄却されることを示した。
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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
当該年度は三論文が雑誌に受理された。特に二点目の論文では、解析した枠組みにおいて自由に選べる関数が理論に一つ存在するが、ある状況において場の二階微分が発散しないという条件を課すとほぼユニークに定まることを示した。これは、限られた状況に対してだが、模型の詳細に依らない理論に含まれる関数形を制限するため。
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| Strategy for Future Research Activity |
当該年度に出版した論文では限られた状況でしか成り立たない仮定を置いていたため、その仮定を外した場合の解析を行う。特に、二点目の論文における理論が場に依存しないという対称性の仮定を外した場合の解析を進めたいと考えている。
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