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非熱的暗黒物質に対する宇宙論的制限

Research Project

Project/Area Number 08J10992
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

関口 豊和  The University of Tokyo, 大学院・理学系研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2008 – 2009
Project Status Completed (Fiscal Year 2009)
Budget Amount *help
¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2009: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2008: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Keywords観測的宇宙論 / 宇宙マイクロ波背景放射 / 素粒子的宇宙論 / 暗黒物質 / ニュートリノ質量 / インフレーション宇宙 / 宇宙背景放射 / 構造形成 / 元素合成
Research Abstract

本年私は主に、宇宙マイクロ波背景放射(CMB)を初めとする宇宙論的観測を用いた宇宙論パラメータの決定及び素粒子宇宙モデルに対する制限について研究を行った。主な研究成果は以下の通りである。
一つ目は、ニュートリノや軽いグラビティーノといった軽い粒子の質量に対する制限の研究である。このような粒子は様々な素粒子理論における標準模型を超えたモデルで予言されるが、地上実験による検出は一般に困難である。しかし高温高密度の初期宇宙においては大量に生成された可能性があり、現在暗黒物質の一部を担っている可能性がある。そのため宇宙論的観測が制限に有効であり、制限は宇宙論、素粒子論双方に重要な知見を与えると期待できる。我々は、CMBにおける重力レンズ効果が、軽いグラビティーノの質量に対して感度があることを示し、現在進行・計画中のCMB観測により期待される制限を定量的に見積もった。また、近い将来のCMB観測ではニュートリノ質量とハッブル定数の間に依然強い縮退があることを示し、宇宙論的な距離観測によるニュートリノ質量に対する制限の向上について定量的な見積もりを与えた。
二つ目は、初期ゆらぎ及びインフレーションモデルに対する制限である。これまでに多くのインフレーションモデルが提唱されているが、我々の宇宙でどのモデルが実際に起こったかは分かっていない。渡しはベイズモデル選択と呼ばれる統計手法に基づきインフレーションモデルを観測的に区別する方法を提案した。この方法は、現在進行中のCMB観測からモデルを区別する上で、有用な手法になると期待される。

Report

(2 results)
  • 2009 Annual Research Report
  • 2008 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2010 2009 2008

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results) Presentation (10 results)

  • [Journal Article] Neutrino mass from cosmology : Impact of high-accuracy measurement of the Hubble constant2010

    • Author(s)
      関口豊和、市川和秀、高橋智、Lincoln Greenhill
    • Journal Title

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics 1003

      Pages: 1-20

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Probing the primordial power spectra with inflationary priors2010

    • Author(s)
      川崎雅裕、関口豊和
    • Journal Title

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics 1002

      Pages: 1-21

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Constraining Light Gravitino Mass from Cosmic Microwave Background2009

    • Author(s)
      市川和秀、川崎雅裕、中山和則、関口豊和、高橋智
    • Journal Title

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics 0908

      Pages: 1-19

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A General Analysis of Non-Gaussianity from isocurvature perturbations2009

    • Author(s)
      川崎雅裕、中山和則、関口豊和、須山輝明、高橋史宜
    • Journal Title

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics 0901

      Pages: 42-42

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Primordial Helium Abundance from CMM : a constraint from recent observations and a forecast2008

    • Author(s)
      市川和秀、関口豊和、高橋智
    • Journal Title

      Physical Review D 78

      Pages: 43509-43509

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Probing the Effective Number of Neutrino Species with Cosmic Minrnwava Background2008

    • Author(s)
      市川和秀、関口豊和、高橋智
    • Journal Title

      Physical Review D 78

      Pages: 83526-83526

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cosmological Constraints on Isocurvature and Tensor Perturbations2008

    • Author(s)
      川崎雅裕、関口豊和
    • Journal Title

      Progress of Theoretical Physics 120

      Pages: 995-1016

    • NAID

      110007004909

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      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Non-Gaussianity from isocurvature perturbations2008

    • Author(s)
      川崎雅裕、中山和則、関口豊和、須山輝明、高橋史宜
    • Journal Title

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics 0811

      Pages: 19-19

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      2008 Annual Research Report
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  • [Presentation] Impact of precise measurement of the Hubble constant on determination of neutrino mass2010

    • Author(s)
      関口豊和
    • Organizer
      第66回日本物理学会
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2010-03-20
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      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] CMB constraints on primordial helium abundance and light relic particles2010

    • Author(s)
      関口豊和
    • Organizer
      OMEG10
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2010-03-09
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      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Constraining single-field slow-roll inflation models with Bayesian model selection2009

    • Author(s)
      関口豊和
    • Organizer
      JGRG19
    • Place of Presentation
      立教大学
    • Year and Date
      2009-12-02
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      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] On optimal reconstruction of CMB lens potential2009

    • Author(s)
      関口豊和
    • Organizer
      第65回日本物理学会
    • Place of Presentation
      甲南大学
    • Year and Date
      2009-09-11
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      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Neutrino mass from cosmology : Impact of high-accuracy measurement of the Hubble constant2009

    • Author(s)
      関口豊和
    • Organizer
      RESCEU-DENNET summer school 'Dark Energy in the Universe'
    • Place of Presentation
      沖縄
    • Year and Date
      2009-08-31
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      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Constraining light gravitino mass with cosmic microwave background2009

    • Author(s)
      関口豊和
    • Organizer
      16th YKIS Conference "Progress in Particle Physics 2008"
    • Place of Presentation
      京都大学基礎物理学研究所
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      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Constraining light gravitino mass with cosmic microwave background2009

    • Author(s)
      関口豊和
    • Organizer
      第64回日本物理学会
    • Place of Presentation
      立教大学
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      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Primordial helium abundance from CMB : a current constraint and forecast2008

    • Author(s)
      関口豊和
    • Organizer
      日仏合同ワークショップ「初期宇宙論」
    • Place of Presentation
      日光
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      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Probing the primordial helium abundance and the effective number of neutrino species with CMB2008

    • Author(s)
      関口豊和
    • Organizer
      PASCOS08
    • Place of Presentation
      Perimeter Institute
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      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Constraining light gravitino mass with cosmic microwave background2008

    • Author(s)
      関口豊和
    • Organizer
      宇宙線研究所理論研究会「初期宇宙と素粒子標準模型を超える物理」
    • Place of Presentation
      宇宙線研究所
    • Related Report
      2008 Annual Research Report

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Published: 2008-04-01   Modified: 2024-03-26  

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