2017 Fiscal Year Annual Research Report
Gravitational wave radiation from binary primordial black holes and its cosmological consequences
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17F17322
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
横山 順一 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (50212303)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
WU YI-PENG 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2017-10-13 – 2020-03-31
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| Keywords | インフレーション宇宙論 / 原始ブラックホール / 単一場インフレーションモデル / ブラックホール熱力学 / 宇宙の相転移 / 曲率ゆらぎ / 重力波 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度はまず、単一場インフレーションモデルにおいて、インフレーションの途中で重い場が相転移を起こす状況を考察した。その結果曲率ゆらぎが増大し、原始重力波も増幅されることを示した。しかし、原始ブラックホールが十分生成するほどの曲率ゆらぎの増幅を果たすことは容易ではないことがわかった。この結果は、揺らぎを量子化し、その量子的なループダイアグラムを計算することによって得られたものである。そのループ計算による特徴的な痕跡は、パワースペクトルだけでなく、3点相関を与えるバイスペクトルにも現れることを明らかにした。
アインシュタインの重力理論の記述の仕方には２種類あり、一つは最も標準的な一般相対性理論であり、もう一つは四脚場を用いたテレパラレル重力理論(重力場の力学的変数をベクトル量として表す理論)である。時空に境界があるような状況を考えた場合、一般相対性理論では、ラグランジアンにGibbons-Hawking termを加えた後で変分を行わなければ、アインシュタイン方程式を正しく導出できないことが知られていた。しかし、テレパラレル重力理論で余分に存在していた表面項は、まさにそのGibbons-Hawking termと等価であることが明らかとなった。従来標準的な重力理論とされてきた一般相対性理論では、時空に境界があるか否かでラグランジアンの形を人為的に変える操作が必要であったが、テレパラレル重力理論にはその必要がない。その意味で、テレパラレル重力理論の利点を明らかにすることに成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究員就任前から取り組んでいた研究の取り纏めに時間を要し、本来の研究計画の進捗がやや遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
本来の研究計画をきちんと推進するよう指導していきたい。
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