2019 Fiscal Year Annual Research Report
Theoretical studies to discover primordial black holes
Publicly Offered Research
| Project Area | Gravitational wave physics and astronomy: Genesis |
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| Project/Area Number |
18H04594
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
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)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 原始ブラックホール / PBH / インフレーション / 重力波 / 重力レンズ / CMB / ビッグバン元素合成 / 21cm線 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
PBHのレビュー論文 (Carr, et al, arXiv:2002.12778)を発表した。この論文により10の9乗グラムから10の17乗太陽質量までのPBHの存在量について観測からの上限値を報告した。Serpico, et al, arXiv:2002.10771において、PBHはその外にコールドダークマター(CDM)のハローを必然的に持ち、その系に宇宙のバリオンが宇宙論的に降着することを初めて指摘した。Planck衛星による宇宙マイクロ波背景放射の偏光観測を用いると、その降着円盤から放射される光を制限することになり、10の3乗倍から10の4乗倍の太陽質量の重さを持つPBHの存在量に、CDMの量の１億倍以下という厳しい制限が得られた。Matsubara, et al, arXiv:1909.04053において、宇宙初期にPBHのクラスタリングの問題を検討した。観測から示唆されるように、大スケールの非ガウス性が無視できるほど小さい時は、そのクラスタリングも無視できるほど小さいことが明快に示された。Inomata, et al,2019 (arXiv:1904.12879とarXiv:1904.12878)により、PBHを作る小スケールの宇宙初期の密度ゆらぎ(曲率ゆらぎ)が必然的に２次的な原始重力波を作り出すシナリオにおいて、宇宙初期の物質優勢から放射優勢への移行が、標準的な指数関数的な移行より速いメカニズムで進む場合は、２次的重力波が多く作られ、将来観測で検出可能であることを指摘した。Nakama, et al, arXiv:1905.04477により、PBHを生成する小スケールの曲率ゆらぎが存在する場合、同時にCDMによるUltra-Compact-Mini-Halo (UCMH)が作られることが示され、それを将来のパルサータイミング観測で検出できる可能性を指摘した。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(53 results)
