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2018 Fiscal Year Research-status Report

重力子の質量の起源と宇宙論

Research Project

Project/Area Number 17K14276
Research InstitutionWaseda University

Principal Investigator

木村 蘭平  早稲田大学, 高等研究所, 講師(任期付) (70785310)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords重力理論 / 宇宙論 / ダークエネルギー
Outline of Annual Research Achievements

Einsteinによって提唱された一般相対性理論は、実験・観測との整合性から重力の標準理論として広く認識されており、一般相対性理論と驚くべき精度で一致しています。このように太陽系スケールにおける検証では疑う余地がない一方、一般相対性理論は現代物理学では説明できない2つの問題を孕んでいます。一つはミクロなスケールにおける問題(重力の量子化の問題)、もう一つはマクロなスケールにおける問題(宇宙の加速膨張)です。これは、一般相対性理論はある「基礎理論」の一部の領域を記述する(ニュートン重力のような)理論であることを示唆しています。そのため、一般相対性理論を再現し、これらの問題を解決できるような重力理論はどのようなものか、探求する必要があり、現代物理に有益な知見をもたらすと期待しています。そのためには、まず重力理論の構築を行い、理論的問題(ゴースト不安定性やその他の不安定性)が現れないことを確認する必要があります。さらには、その理論を用いて宇宙論的な予言を行い、観測との比較を行うことで検証を行なっていく必要があります。本研究計画ではその第1段階にあたる構築を行なっております。有質量重力理論の一般的な理論を探求するため、まずは平坦な時空におけるスピン2の場に着目し、理論の可能性を探っています。前年度から進めている平坦なスピン2の場の最も一般的な理論のハミルトニアン解析が完成し、その物理的自由度に基づいた分類、さらにその理論が内包するゲージ変換の導出などを行いました。これは、曲がった時空への応用に非常に役に立つと考えられます。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平坦な時空でのスピン2の場の最も一般的な理論の構築に成功し、それぞれの理論における性質等を明らかにしました。これは、新たな有質量重力理論の可能性を示唆するものであり、曲がった時空での応用の段階に到達することができました。

Strategy for Future Research Activity

今後は曲がった時空への応用を行なっていく予定です。研究計画に基づいた方針でこれまで得られた研究結果を発展させ、最終段階に到達するように解析を速やかに行なっていきます。

Causes of Carryover

研究打ち合わせを2018年度ではなく2019年度に行うほうが効率が良いと考えたため。2019年度の予算と合わせて、海外の大学へ赴き、今後の研究に関する打ち合わせを行うために使用する予定。

  • Research Products

    (8 results)

All 2019 2018

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] On Lorentz-invariant spin-2 theories2019

    • Author(s)
      Naruko Atsushi、Kimura Rampei、Yamauchi Daisuke
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 99 Pages: 084018

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.99.084018

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ghost-free scalar-fermion interactions2018

    • Author(s)
      Kimura Rampei、Sakakihara Yuki、Yamaguchi Masahide
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 98 Pages: 044043

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.98.044043

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Stable cosmological solutions in degenerate theory of gravity2018

    • Author(s)
      Kase Ryotaro、Kimura Rampei、Naruko Atsushi、Yoshida Daisuke
    • Journal Title

      Physics Letters B

      Volume: 783 Pages: 320~325

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2018.07.009

  • [Presentation] New ascpects of massive gravity2019

    • Author(s)
      木村蘭平
    • Organizer
      FAPESP&JSPS workshop : Dark energy, Dark Matter and Galaxies
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] On Lorentz-invariant spin-2 theories2019

    • Author(s)
      木村蘭平、成子篤、山内大介
    • Organizer
      物理学会春季大会
  • [Presentation] Beyond Fierz-Pauli theory2018

    • Author(s)
      木村蘭平
    • Organizer
      COSMO2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Beyond Fierz-Pauli theory2018

    • Author(s)
      木村蘭平
    • Organizer
      The first NRF-JSPS workshop in particle physics, cosmology, and gravitation
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Are redshift-space distortions actually a probe of growth of structure?2018

    • Author(s)
      木村蘭平
    • Organizer
      Essential next steps for gravity and cosmology
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2019-12-27  

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