2020 Fiscal Year Annual Research Report
Exploring the Early Universe with the Standard Model of Particle Physics
Publicly Offered Research
| Project Area | New expansion of particle physics of post-Higgs era by LHC revealing the vacuum and space-time structure |
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| Project/Area Number |
19H04610
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
鎌田 耕平 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (60835362)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | インフレーション / 再加熱 / ヒッグス粒子 / 電弱真空 / 真空崩壊 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和2年度は、前年度までに進めてきたHiggs-R^2模型の再加熱過程に関し、これまで考えられてこなかった爆発的な粒子生成による再加熱が完了する可能性に関する研究を行った。インフレーションを起こす場のインフレーション後の場の空間内での運動軌道がポテンシャルの尾根を辿るときのみ爆発的な粒子生成が起こるが、そのためにはパラメータに微調整が必要である。そこで数値的に解析を行い、この微調整の程度を定量的に評価することに成功した。この成果はJournal of Cosmology and Astroparticle Physics誌にて発表された。
また、標準模型ヒッグス場の現在の真空が不安定な可能性がLHCで発見されたヒッグス粒子の質量から示唆されている。もし宇宙初期に小さなブラックホールが生成し蒸発する場合には不安定性が増大し、現在の宇宙が説明できない可能性が指摘されていた。しかしこの評価にはホーキング放射によるヒッグスポテンシャルへの補正が考慮されておらず、それを考慮すれば不安定性はそれほど増大しないのではないかと期待された。そこで適切にポテンシャルの補正を考慮した不安定性の評価を行ったところ、真空不安定性の増大は解消されないことがわかり、初期宇宙における小さなブラックホール生成に制限を与えることに成功した。この成果はJournal of High Energy Physics誌に発表された。
一方で、この評価は虚時間形式で行われていたが、その手法の妥当性に関して疑問があることがわかり、実時間での計算法の開発が望まれた。そこで令和3年度にブラックホールのない場合に関して実時間形式での真空不安定性の評価法の開発に取り組み、信頼のおける計算法の定式化に成功した。この成果はJournal of Cosmology and Astroparticle Physics誌に発表予定である。
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| Research Progress Status |
令和2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2年度が最終年度であるため、記入しない。
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