2021 Fiscal Year Research-status Report
Exploring the early Universe from the perspective of the next generation of precision cosmology
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19K03874
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| Research Institution | Saga University |
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Principal Investigator |
高橋 智 佐賀大学, 理工学部, 准教授 (60432960)
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2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | インフレーション / 初期宇宙進化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、プランク衛星、BICEP／Keck による宇宙背景放射の温度揺らぎ・偏極の観測から原始密度揺らぎの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、原始重力波の振幅を表すテンソル・スカラー比に対して厳しい制限が得られており、多くのインフレーションモデルが排除され、厳しく検証されるようになってきた。しかしながら、ヒッグスインフレーションのように重力と非最小結合を持つモデルでは、最小結合の場合に排除されているインフレーションモデルであっても、非最小結合の導入により、観測データと整合するようになる場合がある。
これまでの非最小結合をもつインフレーションモデルの研究においては、ジョルダンフレームにおけるインフラトンのポテンシャル、および、非最小結合の関数形について、ある特定の形が仮定され、解析されてきた。本研究においては、ジョルダンフレームのポテンシャル、非最小結合を表す関数形について出来るだけ一般的な形を仮定し、非最小結合インフレーションの予言について解析を行なった。
具体的には、それらのポテンシャルと非最小結合の関数形が満たす関係式に依って、モデルを３つのカテゴリに分類し、それぞれのカテゴリにおけるスペクトル指数、テンソル・スカラー比について、その一般的な予言を議論した。本研究の解析により、最小結合の場合に観測の制限から排除されるインフレーションモデル（ポテンシャル）であっても、どのような非最小結合を導入すれば、観測データと整合するようになるかその一般的な傾向が分かる。この研究結果はインフレーションモデルの構築をする際、非常に有用となると考えられる。
また、上記は単一場インフレーションモデルの場合であるが、複数場インフレーションにおいて重力との非最小結合があるモデルに関する研究についても一定の成果があった。
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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
当該年度においては、重力と非最小結合をもつインフレーションモデルについて一般的な解析を行い、また、他の複数場インフレーションモデルについても非最小結合も含んだ解析をするなど、インフレーションモデルの構築・峻別に関して有用な知見を得ることができた。また、小スケールの観測を用いたインフレーションの検証に関する研究についても解析が進んでおり、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 |
今後は複数場インフレーションモデルにおいて非最小結合を導入した場合について、より一般的な解析を進めたいと考えている。また、小スケールの観測を用いたインフレーションモデルの検証に関する研究を進め、大きなスケールの観測のみでは峻別できないモデルであっても小スケールの観測を用いることにより検証できる場合があるか、さらに検討を進めたい。
また、初期宇宙進化を探るこれまでの研究では用いられてこなかった手法についても検討し、さらに多角的にインフレーション時期、宇宙初期進化の進化に向けて様々な方向を模索していきたい。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウィルス感染症の影響で、出張することが難しい状況が続いたため次年度使用額が生じた。
（次年度の状況にも依るが）研究会出席、国際会議出席等のための出張旅費に使用する予定である。また、物品購入にも充てる予定である。
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