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天文観測で探る宇宙論的相転移の歴史の解明

研究課題

研究課題/領域番号 15J05029
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)
研究機関名古屋大学

研究代表者

堀口 晃一郎  名古屋大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード宇宙論 / 宇宙論的相転移 / 宇宙論的位相欠陥 / 重力レンズ / CMB lensing / cosmic shear / 初期パワースペクトル / CMB / 初期宇宙 / 相転移 / 宇宙ひも / テクスチャー / 重力波 / 初期磁場 / 磁場生成 / 強結合近似
研究実績の概要

初期宇宙での相転移現象が残す観測的な証拠を探ることを目的として研究を行った。
一つ目の研究として、宇宙論的位相欠陥と呼ばれる相転移の残留物を通して観測おを行う研究を紹介する。前年度から継続して行ったテクスチャーと呼ばれる宇宙論的位相欠陥が作り出す重力レンズ効果と呼ばれる光が重力により曲げられる効果について論文にまとめ投稿した。テクスチャーが生成する重力レンズ効果として、宇宙マイクロ波背景放射(CMB)と呼ばれるビックバンの残光が受ける重力レンズ(CMB lensing)と、銀河の光が受ける重力レンズ効果(cosmic shear)を宇宙論的摂動論を用いて計算した。本研究では、標準的な宇宙論では生成されない揺らぎの成分ベクトル・テンソルモードの揺らぎに着目し、CMB lensingとcosmic shearのベクトル・テンソルモードのみから生成される成分、CMB lensing curl modeとcosmic shear B modeの観測量とその観測可能性を見積もった。結果として理想的なCMB lensingの観測が実現するならばPlanck衛生によるCMBの観測結果から得られる制限より5倍程度強い制限を得られることを示した。また、cosmic shearについては単位視野あたりの銀河の数を増やすより、より深く観測することで効率的に感度が増すことを示した。
次に、観測データから直接的に初期宇宙の相転移現象の証拠を見つけることを目的とした研究について紹介する。前年度から継続して行ったPlanck衛生によるCMBの温度揺らぎ観測から初期のパワースペクトルの形を探る研究を論文にまとめて投稿した。本研究では初期スペクトルの振動モデルを用いてMarkov Chain Monte Carlo法のもとMBの観測データから直接的に多重極子l=120程度に局所的な振動が存在することを示唆した。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Weak lensing from self-ordering scalar fields2017

    • 著者名/発表者名
      Saga Shohei、Horiguchi Kouichirou、Ichiki Kiyotomo
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 95 号: 12 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1103/physrevd.95.123524

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Revisiting the oscillations in the cosmic microwave background angular power spectra at ? ? 120 in the Planck 2015 data2017

    • 著者名/発表者名
      Horiguchi Koichiro、Ichiki Kiyotomo、Yokoyama Jun’ichi
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2017 号: 9 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1093/ptep/ptx121

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Primordial magnetic fields from the string network2016

    • 著者名/発表者名
      Horiguchi, Kouichirou; Ichiki, Kiyotomo; Sugiyama, Naoshi
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 8 号: 8 ページ: 083E02-083E02

    • DOI

      10.1093/ptep/ptw108

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Improved calculation of the gravitational wave spectrum from kinks on infinite cosmic strings2016

    • 著者名/発表者名
      Matsui, Yuka; Horiguchi, Koichiro; Nitta, Daisuke; Kuroyanagi, Sachiko
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 11 号: 11 ページ: 005-005

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2016/11/005

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Primordial magnetic fields from self-ordering scalar fields2015

    • 著者名/発表者名
      Kouichirou Horiguchi, Kiyotomo Ichiki, Toyokazu Sekiguchi, Naoshi Sugiyama
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 04 号: 04 ページ: 007-007

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2015/04/007

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Proofs of cosmological phase transitions2017

    • 著者名/発表者名
      堀口晃一郎
    • 学会等名
      Testing Gravity 2017
    • 発表場所
      バンクーバー、Simon Fraser University
    • 年月日
      2017-01-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of features in initial power spectrum on baryon acoustic oscillations2017

    • 著者名/発表者名
      堀口晃一郎
    • 学会等名
      Korea-Japan joint workshop on Dark Energy at KMI
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] バリオン音響振動で探る初期パワースペクトルの特徴2017

    • 著者名/発表者名
      堀口晃一郎
    • 学会等名
      日本天文学会2017年秋季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Effects of local features in initial power spectrum on baryon acoustic oscillations2017

    • 著者名/発表者名
      堀口晃一郎
    • 学会等名
      International Symposium on Cosmology and Particle Astrophysics (COSPA2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Oscillations in the CMB angular power spectra at ell~1202016

    • 著者名/発表者名
      堀口晃一郎、市來淨與、横山順一
    • 学会等名
      the 13th International Symposium on Cosmology and Particle Astrophysics (COSPA2016)
    • 発表場所
      シドニー、Sydney University
    • 年月日
      2016-11-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Oscillations in the CMB angular power spectra at ell~1202016

    • 著者名/発表者名
      堀口晃一郎、市來淨與、横山順一
    • 学会等名
      日本天文学会2016年秋期年会
    • 発表場所
      愛媛、愛媛大学
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Cosmic stringによる初期磁場生成2016

    • 著者名/発表者名
      堀口晃一郎, 市來淨與, 杉山直
    • 学会等名
      日本天文学会2016年春期年会
    • 発表場所
      首都大学東京南大沢キャンパス, 東京
    • 年月日
      2016-03-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Cosmic stringによる初期磁場生成2015

    • 著者名/発表者名
      堀口晃一郎, 市來淨與, 杉山直
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      大阪市立大学杉本キャンパス, 大阪
    • 年月日
      2015-09-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 宇宙論的位相欠陥による初期磁場生成2015

    • 著者名/発表者名
      堀口晃一郎
    • 学会等名
      日本SKAサイエンス会議「宇宙磁場」2015
    • 発表場所
      鹿児島大学, 鹿児島
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Primordial magnetic fields from cosmic defects2015

    • 著者名/発表者名
      堀口晃一郎
    • 学会等名
      COSMO-2015
    • 発表場所
      ワルシャワ大学中央キャンパス, ポーランド
    • 年月日
      2015-09-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cosmic stringによる初期磁場生成2015

    • 著者名/発表者名
      堀口晃一郎
    • 学会等名
      第45回天文・天体物理若手夏の学校
    • 発表場所
      ホテル圓山荘, 長野, 戸倉
    • 年月日
      2015-07-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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