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宇宙進化に対する小スケール揺らぎの影響とその観測的検証

研究課題

研究課題/領域番号 11J03430
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理(理論)
研究機関京都大学

研究代表者

齊藤 遼  京都大学, 基礎物理学研究所, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2011 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
2013年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2012年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2011年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワードインフレーション / 原始密度揺らぎ / 重いスカラー場 / 微細構造 / 非ガウス性 / 暗黒物質 / 原始ブラックホール / 宇宙線
研究概要

今年度の研究では、前年度から引き続き重いスカラー場によって原始密度揺らぎのバイスペクトルに引き起こされる微細構造について研究を行った。
本研究ではインフレーション模型に含まれる重いスカラー場の存在に着F1し、その励起によって引き起こされる共鳴現象による原始密度揺らぎの増幅に関する解析を行った。この共鳴現象は原始密度揺らぎのスペクトルに微細構造を生み出し、この微細構造を検出する事ができれば、インフレーション模型の背景にある高エネルギーの物理について情報を得る事が可能となる。特に今年度には、前年度に行ったパワースペクトルに生じる微細構造の解析をバイスペクトルにまで拡張し、それらの関係を調べた。その結果、バイスペクトルに生じる微細構造はパワースペクトルにおけるものよりも顕著であり、また、それぞれのスペクトルに生じる微細構造の位置の間には相関がある事を明らかにした。
また、その励起機構によっては、共鳴によるものとは別の微細構造が生じる。2つの微細構造の間には相関があることが期待され、同時に検出する事ができれば、重いスカラー場検出の有意性を高める事ができると期待される。そこで、これらの微細構造の大きさの相関を調べ、その結果、共鳴によって生じる微細構造は小さい一方で、バイスペクトルには検出が可能なほどの大きな微細構造が現れることを明らかにした。
また、上記課題とは独立に、massive gravity理論の検証可能性、および量子トンネル現象に関する研究を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究課題である原始密度揺らぎの微細構造に関する研究を計画通りに終える事ができた。本年度の研究では、さらに進んで、複数の微細構造の間の相関を解析する事で、その検出の有意性を高める研究を行っている。

今後の研究の推進方策

今年度までの研究によって、重いスカラー場が原始密度揺らぎにどのような痕跡を残すのか理論的な解析ができた。今後の研究では、実際の観測データからどのようにして微細構造を検出するか、またその検出の有意性を高める事ができるか研究を行っていく。まず、現在行っている研究をさらに進め、有意性を高める手段として複数の微細構造の間の相関を理論的に調べる研究を行う。

報告書

(3件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2014 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (12件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Coleman-de Luccia instanton in dRGT massive gravity2014

    • 著者名/発表者名
      Zhang Ying-li、齊藤 遼、Ybom Dong-han、佐々木 節
    • 雑誌名

      The Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 1402 号: 02 ページ: 022-022

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2014/02/022

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Localized Features in Non-Gaussianity from Heavy Physics2013

    • 著者名/発表者名
      齊藤 遼、高水 裕一
    • 雑誌名

      The Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 1306 号: 06 ページ: 1-22

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2013/06/031

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Testing general scalar-tensor gravity and massive gravity with cluster lensing2013

    • 著者名/発表者名
      成川達也、小林努、山内大介、齊藤遼
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 87 号: 12 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1103/physrevd.87.124006

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Femto-lensing due to a Cosmic String2013

    • 著者名/発表者名
      柳哲文、齊藤遼、仙洞田雄一、高橋慶太郎、山内大介
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2013 号: 1 ページ: 1-17

    • DOI

      10.1093/ptep/pts045

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hawking-Moss instanton in nonlinear massive gravity2013

    • 著者名/発表者名
      Zhang Ying-li, 齊藤遼, 佐々木節
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 1302 号: 02 ページ: 29-29

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2013/02/029

    • NAID

      120005244612

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Resonant Signatures of Heavy Scalar Fields in the Cosmic Microwave Background2012

    • 著者名/発表者名
      齋藤遼、中島正裕、高水裕一、横山順一
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 1211 号: 11 ページ: 36-36

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2012/11/036

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Gravitational wave background as a probe of the primordial black hole abundance2013

    • 著者名/発表者名
      齊藤 遼
    • 学会等名
      ワームホールと原始ブラックホール : その理論と観測
    • 発表場所
      名古屋大学(名古屋市)
    • 年月日
      2013-11-25
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Excitation of a heavy scalar field : Turn in the inflaton trajectory2013

    • 著者名/発表者名
      齊藤 遼
    • 学会等名
      JGRG23
    • 発表場所
      弘前大学(弘前市)
    • 年月日
      2013-11-05
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Excitation of a heavy scalar field due to a turn in the inflaton trajectory2013

    • 著者名/発表者名
      齊藤 遼
    • 学会等名
      日本物理学会 2013 年秋季大会
    • 発表場所
      高知大学(高知市)
    • 年月日
      2013-09-22
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 重いスカラー場との共鳴による非ガウス性の増幅2013

    • 著者名/発表者名
      齊藤遼
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学(広島県)
    • 年月日
      2013-03-27
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Localized Features in Non-Gaussianity from the Resonance with Heavy Fields2013

    • 著者名/発表者名
      齊藤遼
    • 学会等名
      Asia Pacific School/Workshop on Gravitation and Cosmology
    • 発表場所
      The Ocean Suites Jeju Hotel(韓国)
    • 年月日
      2013-02-19
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Features in the CMB spectrum as a probe of heavy physics during inflation2012

    • 著者名/発表者名
      齊藤遼
    • 学会等名
      JGEG22
    • 発表場所
      東京大学(東京都)
    • 年月日
      2012-11-13
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Localized features in non-Gaussianity from heavy physics2012

    • 著者名/発表者名
      齊藤遼
    • 学会等名
      Critical Tests of Inflation Using Non-Gaussianity
    • 発表場所
      Max-Planck-Institutfur Astrophysik(ドイツ)
    • 年月日
      2012-11-05
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Features in the CMB spectrum as an evidence of heavy physics2012

    • 著者名/発表者名
      齊藤遼
    • 学会等名
      MG13
    • 発表場所
      Stockholm University(スウェーデン)(招待講演)
    • 年月日
      2012-07-02
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 原始密度揺らぎに残る重いスカラー場の痕跡の研究2012

    • 著者名/発表者名
      齊藤遼
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学(兵庫県)
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Resonant signatures of heavy fields in the cosmic microwave background2012

    • 著者名/発表者名
      齊藤遼
    • 学会等名
      KASI-YITP Joint-Workshop
    • 発表場所
      KASI(韓国)(招待講演)
    • 年月日
      2012-02-18
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Constraints on Particle Dark Matter Models by the Presence of Primordial Black Holes2011

    • 著者名/発表者名
      齊藤遼
    • 学会等名
      JGRG21
    • 発表場所
      東北大学(宮城県)
    • 年月日
      2011-09-27
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Features in the primordial power spectrum from the coherent scalar-fields oscillations2011

    • 著者名/発表者名
      齊藤遼
    • 学会等名
      COSMO2011
    • 発表場所
      the University of Porto(ポルトガル)
    • 年月日
      2011-08-22
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-12-12   更新日: 2024-03-26  

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