2010 Fiscal Year Annual Research Report
素粒子理論に基づくインフレーション宇宙と密度揺らぎの研究
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21740160
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
高橋 史宜 東北大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (60503878)
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| Keywords | インフレーション / 超対称性 |
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| Research Abstract |
研究計画に基づき、新しいCMB観測結果を用いながら、これまで検証した既存のインフレーション模型の改善すべき点を基に、整合的な宇宙熱史を実現するインフレーション模型の構築を行った。ひとつの大きな成果は、運動項がインフレーション中に変化し、その為にインフレーション中のポテンシャルの形が大きく変化するrunning kinetic inflation模型を提唱した点にある。従来知られていたカオティックインフレーション模型から非常に幅広い模型が容易に作れるようになった。しかも将来の観測で容易に検証が可能である。更にこの模型を応用し、標準理論および超対称性標準理論におけるビッグス場がrunning kinetic termによってインフレーションを引き起こす可能性について検証した。これは近年注目を集めたビッグスインフレーションとは異なる独立な摸型であり、しかもより大きな重力波を生成するため、検証が容易である。この模型の応用性は広く、ほぼ同じダイナミクスが超弦理論においても実現されている事が分かってきた。また、最近のCMB観測、および大規模構造の観測から、かねてより指摘されていたspectral indexのスケール依存性の存在が示唆されている。このスケール依存性を説明する為に、線形ポテンシャルに周期的な補正を加えたインフレーション模型を考察し、自然に観測結果を説明できることを示した。この模型も超弦理論において自然に現れるなど、UV理論との相性がよく、近い将来に検証が可能である。また、ヘリウム4の観測とCMB観測から、darkr adiationと呼ばれる過剰の輻射成分の存在が示唆されている。我々はこの観測結果を自然に説明する模型として、TeVスケールで破れたU(1)ゲージ対称性とカイラルフェルミオンの存在を提唱した。面白いことに、宇宙観測を自然に説明する模型がLHCなどで検証可能なTeVスケールの物理を予言し、近い将来にその検証が待たれる。
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