2014 Fiscal Year Annual Research Report
隠れたセクターの場や粒子が引き起こす多様な宇宙現象を用いた究極理論探査
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26247042
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
小玉 英雄 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (40161947)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
郡 和範 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 准教授 (50565819)
高橋 史宜 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (60503878)
中山 和則 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (90596652)
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| Project Period (FY) |
2014-06-27 – 2018-03-31
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| Keywords | アクシオン / インフレーション / 隠れたセクター / ブラックホール / 超弦理論 / 重力波 / コンパクト化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1.ブラックホール・アクシオン系：LIGOによる観測データの再解析でCygnus X-1からのシグナルが検出されないとすると，アクシオンモデルパラメータに強い制限が得られることを示した．動径量子数の大小と増幅反射不安定の成長率が対応しない場合があることを発見．ボーズノバが従来の予想より強いバースト重力波を放出することを発見．
2.高エネルギー天体現象：IceCube実験で発見されたPeVニュートリノ事象を用いて，ニュートリノと隠れたセクターの粒子との相互作用強度および重いダークマターのニュートリノへの崩壊率に強い制限を与えた．
3.隠れたセクターの宇宙論：右巻ニュートリノ，暗黒物質場，共形的標準モデルと結合するスカラ場など多様な隠セクターの場をインフラトンとするインフレーション模型を構築．重力的粒子生成による宇宙再加熱時での隠セクター粒子および重力波生成の宇宙論的影響を評価．観測と整合的な強度の原始重力波を生成する多成分chromo-naturalインフレーション模型を構築．多成分アクシオンの整列機構を用いて，超Planck naturalインフレーション模型を構築．
4.全宇宙超弦理論模型：素粒子標準模型を実現するコンパクト化に現れる楕円関数型ポテンシャルによるインフレーション模型を研究．ループ補正を考慮したgaugino縮退の効果を用い，IIB型およびヘテロ型超弦理論においてアクシオンnaturalインフレーションを実現．F理論特異７-ブレーンを用いた3世代の実現機構を提案．多成分ケーラーモジュライをもつIIB型理論に対し，D項により安定的に正の宇宙項を実現する方法を提案．SO(4,4)をゲージ群とする4次元極大拡張超重力理論において，CMB観測と整合的でr～0.001程度の原始重力波を予言する多次元Starobinsky型インフレーションが実現されることを示した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
採択が7月となり，研究開始が遅れたが，CMB偏光Bモードに関するBICEP2の結果を受けた多様なlarge fieldインフレーション模型の提案，素粒子標準模型とインフレーションの双方を実現する超弦模型の構築，IceCube PeVニュートリノ事象を用いた隠れたセクターおよびダークマターへの制限，回転ブラックホールによるアクシオン不安定の非線形ダイナミクスとその重力波による観測的検証可能性の指摘など，国際的に高い評価を受ける成果を上げており，プロジェクトの初年度としては研究は順調に進んでいる．
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| Strategy for Future Research Activity |
BICEP2の騒ぎが一段落し，Planckがさえない結果で終わった後，新たな観測情報源として期待できる重力波観測，CMB偏光・スペクトル高精度観測，超高エネルギー宇宙線観測および超高精度地上実験をいかに究極理論探査に活用するかという点に焦点を当てて各メンバーが具体的な研究を進めると共に，これまでにない新たなアイデアをこのプロジェクトから生み出すことを中心課題として進める．
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[Presentation] CTAで迫る物理2015
Author(s)
井岡邦仁
Organizer
日本物理学会第70 回年次大会
Place of Presentation
早稲田大学 早稲田キャンパス
Year and Date
2015-03-21 – 2015-03-24
Invited
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