2017 Fiscal Year Annual Research Report
Study of inflationary universe
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26400239
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
諸井 健夫 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (60322997)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ビッグバン元素合成 / 真空崩壊 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は真空の安定性に関する研究、並びに素粒子標準模型を超える物理がビッグバン元素合成に与える影響に関する研究を行った。
真空の安定性に関する研究においてはまず、ゲージ対称性を持つ模型における真空の崩壊率計算の正しい定式化を行った。ゲージ対称性がある模型においては、真空の崩壊率に対する輻射補正の効果の計算に際しゲージ対称性に付随したゼロモードが現れることは知られていたが、その効果をゲージ不変に取り入れる手法についてはこれまで理解されていなかった。研究代表者は遠藤基氏、野尻美穂子氏、庄司祐太郎氏とともにこの問題の解決に取り組み、ゼロモードの効果をゲージ不変に取り入れることのできる定式化を完成させた。さらにそこで得られた結果を素粒子標準模型の電弱真空の崩壊率の計算に応用し、素粒子標準模型の電弱真空の崩壊率を高い信頼度で計算することに成功した。
また、素粒子標準模型を超える物理がビッグバン元素合成に与える影響に関しては、特に長寿命の粒子が存在する場合、その宇宙初期における崩壊がビッグバン元素合成で生成された軽元素量に与える影響を定量的に解析した。この研究においては、長寿命粒子の崩壊から生じる高エネルギー粒子が軽元素を壊す効果まで取り入れたボルツマン方程式を数値的に解いて軽元素量を高い信頼度で計算し、その結果を軽元素量に関する最新の観測結果と比較することで、長寿命粒子の性質に関する制限を得ることに成功した。さらにその解析をグラビティーノ（超対称模型における重力子の超対称パートナー）に応用し、宇宙初期にグラビティーノが作られすぎないという制限から、インフレーション後の宇宙再加熱温度の上限を得ることに成功した。
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