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初期宇宙探査に基づく高エネルギー物理の検証

研究課題

研究課題/領域番号 16K17689
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関名古屋大学

研究代表者

浦川 優子  名古屋大学, 理学研究科, 招へい教員 (80580555)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2019年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
キーワードインフレーション / 宇宙論的摂動 / ゲージ/重力対応 / 超弦理論 / 原始揺らぎ / 構造形成 / 重力波 / モジュライ / 初期宇宙 / ローレンツ対称性の破れ / ゲージ/重力対応
研究成果の概要

宇宙初期の加速膨張期であるインフレーション期に生成される原始揺らぎの精密観測を通じた高エネルギー物理の検証、特に、超弦理論(課題1)、ゲージ/重力対応(課題2)、ローレンツ対称性の破れ(課題3)の検証に取り組んだ。課題1では、超弦理論が予言する多様なスピンを持つ粒子がインフレーション宇宙に存在した場合、揺らぎの進化にどのような影響を与え、またどのような観測を通じてその痕跡を探査できるかを調べた。課題2では、ゲージ/重力対応を通じたインフレーション宇宙の新たな理解の構築に取り組み、課題3ではローレンツ対称性の破れの帰結として現れる余剰自由度が、揺らぎの進化にどう影響を与えるのか明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

インフレーション宇宙の典型的なエネルギースケールは、地上実験で到達可能なエネルギースケールよりも遥かに高い。インフレーション宇宙の物理法則を、宇宙の精密観測を通じて明らかにすることは、高エネルギー物理に迫るユニークなアプローチである。
課題1の対象である超弦理論は、自然界の4つの力を統一する究極の理論の最有力候補として期待されているが、その実験的検証は一般に非常に困難である。一方で、スピンが2より大きい高スピン粒子の痕跡を、宇宙の観測を通じて捉えることができれば、超弦理論の直接的な証拠となり得る。本課題を通じて得られた成果は、この実現に向け、重要な一歩を踏み出すものとなった。

報告書

(4件)
  • 2019 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 4件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 21件、 招待講演 8件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] CERN(スイス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Moscow, Institute for Nuclear Research(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] CERN(スイス)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Barcelona(スペイン)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] CEA Saclay(フランス)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Barcelona(Spain)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Inflationary perturbations with Lifshitz scaling2019

    • 著者名/発表者名
      Arai Shun、Sibiryakov Sergey、Urakawa Yuko
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 2019 号: 03 ページ: 034-034

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2019/03/034

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Intrinsic galaxy alignment from angular dependent primordial non-Gaussianity2018

    • 著者名/発表者名
      Kogai Kazuhiro、Matsubara Takahiko、Nishizawa Atsushi J.、Urakawa Yuko
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 2018 号: 08 ページ: 014-014

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2018/08/014

    • NAID

      120006536936

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Gravitational wave forest from string axiverse2018

    • 著者名/発表者名
      Kitajima Naoya、Soda Jiro、Urakawa Yuko
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 2018 号: 10 ページ: 008-008

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2018/10/008

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Large gauge transformation, Soft theorem, and Infrared divergence in inflationary spacetime2017

    • 著者名/発表者名
      田中貴浩、浦川優子
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 10 号: 10 ページ: 127-127

    • DOI

      10.1007/jhep10(2017)127

    • NAID

      120006410704

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Relaxion window2017

    • 著者名/発表者名
      浦川優子、小林達夫、瀬戸治、下村崇
    • 雑誌名

      Modern Physics Letters A

      巻: 32 号: 27 ページ: 1750142-1750142

    • DOI

      10.1142/s0217732317501425

    • NAID

      120006504386

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Conservation of ζ with radiative corrections from heavy field2016

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Tanaka, Yuko Urakawa
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astrophysics

      巻: 6 号: 06 ページ: 1-20

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2016/06/020

    • NAID

      120005841458

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Modular invariant inflation2016

    • 著者名/発表者名
      Tatsuo Kobayashi, Daisuke Nitta, Yuko Urakawa
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astrophysics

      巻: 8 号: 08 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2016/08/014

    • NAID

      120005955474

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Consistency relations and conservation of ζ in holographic inflation2016

    • 著者名/発表者名
      Jaume Garriga, Yuko Urakawa
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astrophysics

      巻: 10 号: 10 ページ: 1-30

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2016/10/030

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Gravitational wave forest from string axiverse2019

    • 著者名/発表者名
      Yuko Urakawa
    • 学会等名
      Workshop: Resonance instability in cosmology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gravitational wave forest from string axiverse2019

    • 著者名/発表者名
      Yuko Urakawa
    • 学会等名
      Geometrical Tools for String Cosmology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Gravitational wave forest from string axiverse2019

    • 著者名/発表者名
      Yuko Urakawa
    • 学会等名
      Accelerating Universe in the Dark
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Infrared universality a la Weinberg: New perspective on inflation2019

    • 著者名/発表者名
      Yuko Urakawa
    • 学会等名
      Symposium of the Cosmic Acceleration grant program
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Infrared universality a la Weinberg: New perspective on inflation2019

    • 著者名/発表者名
      Yuko Urakawa
    • 学会等名
      2nd Korea-Japan String axion cosmology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Gravitational wave forest from string axiverse2018

    • 著者名/発表者名
      Yuko Urakawa
    • 学会等名
      Korea-Japan String axion cosmology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Gravitational wave forest from string axiverse2018

    • 著者名/発表者名
      Yuko Urakawa
    • 学会等名
      25th Rencontres du Vietnam, Windows on the Universe
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Large gauge transformation, Soft theorem, and infrared divergence in inflationary spacetimes2018

    • 著者名/発表者名
      Yuko Urakawa
    • 学会等名
      Avenues of QFT in curved space
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Gravitational wave forest from string axiverse2018

    • 著者名/発表者名
      Yuko Urakawa
    • 学会等名
      First NRF-JSPS workshop in particle physics, cosmology, and gravitation
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Large gauge transformation, Soft theorem, and infrared divergence in inflationary spacetimes2018

    • 著者名/発表者名
      Yuko Urakawa
    • 学会等名
      Joint Canada Asia Pacific Conference on General Relativity and Relativistic Astrophysics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Lifshitz scaling regime of inflationary perturbations2018

    • 著者名/発表者名
      Yuko Urakawa
    • 学会等名
      International workshop for String theory, Gravitation, and Cosmology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Cosmological imprints of string axions in plateau2018

    • 著者名/発表者名
      浦川優子
    • 学会等名
      Gravity and Cosmology 2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Inflation as a probe of string theory2017

    • 著者名/発表者名
      Yuko Urakawa
    • 学会等名
      Why the universe accelerate?
    • 発表場所
      Tsukuba, Japan
    • 年月日
      2017-03-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Effective field theory in Lifshitz regime of gravity2017

    • 著者名/発表者名
      浦川優子
    • 学会等名
      PASCOS 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Large gauge transformation, Soft theorem, and Infrared divergence in inflationary spacetime2017

    • 著者名/発表者名
      浦川優子
    • 学会等名
      Nordita- Advances in Theoretical Cosmology in Light of Data
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Imprints of higher spin particles on primordial perturbations2017

    • 著者名/発表者名
      浦川優子
    • 学会等名
      Post-Inflationary string Cosmology
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Oscillon window in string axiverse2017

    • 著者名/発表者名
      浦川優子
    • 学会等名
      Gravitational Dynamics and Black Holes
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cosmological imprints of string axions in plateau2017

    • 著者名/発表者名
      浦川優子
    • 学会等名
      27th Workshop on General Relativity and Gravitation (JGRG 27)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cosmological imprints of string axions in plateau2017

    • 著者名/発表者名
      浦川優子
    • 学会等名
      Axion physics and dark matter cosmology
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Inflation as a probe of high energy physics2016

    • 著者名/発表者名
      Yuko Urakawa
    • 学会等名
      APCTP 2016 workshop on frontiers of physics
    • 発表場所
      Pohang, Korea
    • 年月日
      2016-12-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Modular invariant inflation2016

    • 著者名/発表者名
      Yuko Urakawa
    • 学会等名
      Hidden sector Physics and Cosmophysics
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2016-12-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Soft theorem and conservation of ζ2016

    • 著者名/発表者名
      Yuko Urakawa
    • 学会等名
      26th Workshop on General Relativity and Gravitation (JGRG 26)
    • 発表場所
      Osaka, Japan
    • 年月日
      2016-10-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Modular invariant inflation2016

    • 著者名/発表者名
      Yuko Urakawa
    • 学会等名
      Theoretical cosmology in the era of large surveys
    • 発表場所
      Florence, Italy
    • 年月日
      2016-05-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] Exploring imprints of string theory from cosmological observations2018

    • 著者名/発表者名
      浦川 優子
    • 総ページ数
      2
    • 出版者
      Institute for Advanced Research, Nagoya University
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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