2018 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 | 重力波 / 原始ブラックホール / タキオン不安定性 / ヒッグス場 / インフレーション宇宙論 / 非ガウス性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
インフレーション中にタキオン不安定性が生じると、曲率ゆらぎが増幅し、原始ブラックホール形成が実現すると期待される。このことから、インフレーション中にタキオン不安定性を含む二次相転移が起こる場合に生成する揺らぎを1ループの計算まで含めて詳細に解析した。結果としては、原始ブラックホールを多数生成するほど大きな振幅の揺らぎを生成することは容易ではないことを示した。
ヒッグス場のラグランジアンの各項がインフレーションを引き起こす場の微分と結合しているモデルを解析し、そのような結合が曲率ゆらぎの非ガウス性に現れることを示した。非ガウス性が大きいと原始ブラックホールの生成が増幅される場合があるので、これは有意義な結論である。また、このモデルではヒッグス場がタキオン不安定性を示す状況も起こり、その場合ヒッグス場は一様な進化を示すのではなく、クランプにフラグメントすることを示した。その衝突によって重力波も生成することが期待される。
また、同じように非ガウス性が増幅されるモデルとして、ハイブリッドインフレーション型のポテンシャルを持ちつつ、インフレーション後のドメインウォール生成を適切な運動項の結合によって回避するモデルを提唱した。このモデルはパラメータを微調整すれば原始ブラックホールを生成することが可能である。また、その当否は次世代の大規模構造観測や21cm線を用いた観測によって検証することが可能である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
原始ブラックホールの生成に繋がるようなインフレーションモデルの研究について一定の進展は見られたものの、本来の目的である原始ブラックホールの質量分布を与えるところまでは外国人特別研究員のあと一歩の努力が必要である。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究計画は外国人特別研究員が博士研究員としてのキャリアを積むため、自主的に行わなければならないものである。受け入れ教員たる代表者はさまざまな助言をしているところであるが、最終的には本人の意思と能力と努力が重要であるので、それを促進する。
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Research Products
(9 results)
