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宇宙論的な21cm線放射の将来観測によるニュートリノ質量とその階層構造への制限

Research Project

Project/Area Number 13J04260
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理(理論)
Research InstitutionThe Graduate University for Advanced Studies

Principal Investigator

大山 祥彦  総合研究大学院大学, 高エネルギー加速器科学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords観測的宇宙論 / 宇宙背景放射 / 21cm線 / 宇宙背景放射(CMB)
Outline of Annual Research Achievements

ニュートリノは質量を持つ素粒子であるということが確認されているが、現在のニュートリノ振動実験の結果からは、3世代あるニュートリノの質量がどのような大きさの順になっているのか(質量階層構造と呼ばれる)ということは判明していない。このニュートリノの質量階層構造を決定することは、現在の素粒子の標準模型を越えた新しい物理理論を構築する上で必要不可欠な情報である。このようなニュートリノの性質を探る手法として、ニュートリノが宇宙の密度ゆらぎに与える影響を測定するという、宇宙観測を利用する方法が存在している。
以上の背景の元で私の行っている研究は、宇宙が再電離する時期に中性水素原子が放射する21cm線放射の観測を利用して、宇宙の密度ゆらぎを測定することにより、ニュートリノの質量階層構造がどの程度の精度で決定できるのかについて定量的に評価することである。本研究では前述した目的を達成するため、平成26年度に以下の研究を行った。

1.1年目で開発した将来の21cm線観測実験がニュートリノ質量階層構造に対して持つ観測の精度を評価する統計的手法(フィッシャー解析)の計算コードを利用し、21cm線観測と宇宙マイクロ波背景放射(CMB)という2つの異なる観測を組み合わせた場合に、ニュートリノ質量和及び質量階層構造がどの程度制限可能かについて評価を行った。

結果として、SKAの様な将来の21cm線観測とCMBの観測の組み合わせによって、ニュートリノの質量階層構造を決定できる可能性があるということが判明した。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2015 2014 2013

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (13 results)

  • [Journal Article] Probing Lepton Asymmetry with 21 cm Fluctuations2014

    • Author(s)
      Kazunori Kohri, Yoshihiko Oyama, Toyokazu Sekiguchi and Tomo Takahashi
    • Journal Title

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      Volume: 09(2014) Issue: 09 Pages: 014-014

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2014/09/014

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Precise Measurements of Primordial Power Spectrum with 21 cm Fluctuations2013

    • Author(s)
      郡和範、大山祥彦、関口豊和、高橋智
    • Journal Title

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      Volume: 10(2013)065 Issue: 10 Pages: 0-22

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2013/10/065

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 再電離の時期の21cm線輝線観測による宇宙論2015

    • Author(s)
      大山祥彦
    • Organizer
      SKA workshop 2015
    • Place of Presentation
      国立天文台三鷹(東京都・三鷹市)
    • Year and Date
      2015-03-03
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Constraints on the neutrino mass by future precise CMB polarization and 21cm line observations2015

    • Author(s)
      大山祥彦
    • Organizer
      B-mode Cosmology
    • Place of Presentation
      高エネルギー加速研究機構(茨城県・つくば市)
    • Year and Date
      2015-02-21
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Constraints on the neutrino mass by future precise CMB polarization and 21cm line observations2014

    • Author(s)
      大山祥彦
    • Organizer
      第27回理論懇シンポジウム
    • Place of Presentation
      国立天文台三鷹(東京都・三鷹市)
    • Year and Date
      2014-12-24
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Constraints on the neutrino mass by future precise CMB polarization and 21cm line observations2014

    • Author(s)
      大山祥彦
    • Organizer
      KEK-PH 2014
    • Place of Presentation
      高エネルギー加速研究機構(茨城県・つくば市)
    • Year and Date
      2014-10-23
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 超新星ニュートリノのTime delayの測定によるステライルニュートリノの将来的な制限2014

    • Author(s)
      大山祥彦
    • Organizer
      日本物理学会2014年度秋季大会
    • Place of Presentation
      佐賀大学(佐賀県・佐賀市)
    • Year and Date
      2014-09-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 将来の高精度CMB偏光観測と21cm線観測によるニュートリノ質量の制限の精度2014

    • Author(s)
      大山 祥彦
    • Organizer
      日本物理学会2014年春季大会
    • Place of Presentation
      東海大学
    • Year and Date
      2014-03-28
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 21cm線放射の観測による初期パワースペクトルの精密測定2013

    • Author(s)
      大山 祥彦
    • Organizer
      第2回観測的宇宙論ワークショップ
    • Place of Presentation
      国立天文台
    • Year and Date
      2013-12-04
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Constraints on the neutrino mass by future precise CMB polarization and 21cm line observations2013

    • Author(s)
      大山 祥彦
    • Organizer
      KEK-PH2013 FALL
    • Place of Presentation
      高エネルギー加速器研究機構
    • Year and Date
      2013-09-30
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 将来の21cm線放射とCMBの観測から期待されるレフトン数非対称への制限2013

    • Author(s)
      大山 祥彦
    • Organizer
      日本物理学会2013年秋季大会
    • Place of Presentation
      高知大学
    • Year and Date
      2013-09-22
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 将来の高精度CMB偏光観測と21cm線観測によるニュートリノ質量の制限の精度2013

    • Author(s)
      大山 祥彦
    • Organizer
      日本天文学会2013年秋季年会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      2013-09-10
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Determination of neutrino mass hierarchy by 21 cm line and CMB observations2013

    • Author(s)
      大山 祥彦
    • Organizer
      The 12th Asia Pacific Physics Conference of AAPPS
    • Place of Presentation
      幕張メッセ
    • Year and Date
      2013-07-14
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Determination of neutrino mass hierarchy by 21 cm line and CMB observations2013

    • Author(s)
      大山 祥彦
    • Organizer
      CMB workshop 2013
    • Place of Presentation
      沖縄科学技術大学院大学
    • Year and Date
      2013-06-10
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Determination of neutrino mass hierarchy by 21 cm line and CMB observations2013

    • Author(s)
      大山 祥彦
    • Organizer
      SKA Science Workshop in East-Asia
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2013-06-05
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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Published: 2014-01-29   Modified: 2024-03-26  

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