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高エネルギー物理に基づく微分結合項を含む宇宙モデルの検証

研究課題

研究課題/領域番号 16K17709
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
研究機関京都大学 (2017-2018)
早稲田大学 (2016)

研究代表者

水野 俊太郎  京都大学, 基礎物理学研究所, 研究員 (60386620)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード宇宙物理(理論) / 宇宙物理 (理論) / 宇宙論 / インフレーション / 闇黒エネルギー
研究成果の概要

私は本研究課題において、最近有効場の理論の観点などから注目されている微分結合項が重要な役割を果たすインフレーションモデルを幅広い観点から考察をし、新しい現象論を提案した。場空間が双極型となるモデルにおいて通常とは異なる振る舞いをする原始密度揺らぎが生成されること、複数場インフレーションにおいて微分結合項が量子もつれを生じさせ、それがCMBのスペクトルにおける振動的微細構造として現れること、有質量重力理論でインフレーション後のダイナミクスが将来的に観測可能な宇宙背景重力波を生じさせることがある。これらは微分結合なしでは得られなかった新しい物理であり、今後も継続して調べる価値のあるものと思われる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

有効場理論の手法は素粒子物理学においては非常によく用いられていたものの、宇宙論においてその有用性が認識されだしたのはごく最近である。有効場理論はある系がある対称性を満たすときに作用に許される項すべてを系統的に扱えるという利点があり、今回考えた微分結合項は系の対称性が通常よりも低いときに現れるものである。私が今回見つけた微分結合項によって生じる新しい現象論はいずれも将来の宇宙論的な観測によって検証可能であり、それは初期宇宙における対称性を特定するうえで重要な役割を果たす。また、
有効理論を超えたより根本的な新しい物理を知る上でも重要な手がかりを与えるもの
と思われる。

報告書

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

    (27件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 2件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 11件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Blue-tilted primordial gravitational waves from massive gravity2019

    • 著者名/発表者名
      Fujita Tomohiro、Kuroyanagi Sachiko、Mizuno Shuntaro、Mukohyama Shinji
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 789 ページ: 215-219

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2018.12.025

    • 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
  • [雑誌論文] Quantum entanglement in multi-field inflation2018

    • 著者名/発表者名
      Bolis Nadia、Fujita Tomohiro、Mizuno Shuntaro、Mukohyama Shinji
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 2018 号: 09 ページ: 004-004

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2018/09/004

    • 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] α-attractor-type double inflation2018

    • 著者名/発表者名
      Maeda Kei-ichi , Mizuno Shuntaro , Tozuka Ryota
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 98 号: 12 ページ: 123530-123530

    • DOI

      10.1103/physrevd.98.123530

    • 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
  • [雑誌論文] Cosmological Dynamics of D-BIonic and DBI Scalar Field and Coincidence Problem of Dark Energy2017

    • 著者名/発表者名
      Sirachak Panpanich, Kei-ichi Maeda, Shuntaro Mizuno
    • 雑誌名

      Phys.Rev. D

      巻: 95 号: 10 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1103/physrevd.95.103520

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書 2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Primordial perturbations from inflation with a hyperbolic field-space2017

    • 著者名/発表者名
      Shuntaro Mizuno, Shinji Mukohyama
    • 雑誌名

      Physical Review

      巻: D 96 103533 号: 10 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1103/physrevd.96.103533

    • 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] Gravitational Baryogenesis after Anisotropic Inflation2016

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiro Fukushima, Shuntaro Mizuno, Kei-ichi Maeda
    • 雑誌名

      Physical Review

      巻: D93 号: 10 ページ: 103513-103513

    • DOI

      10.1103/physrevd.93.103513

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Constraining equilateral-type primordial non-Gaussianities from imaging surveys2016

    • 著者名/発表者名
      Ichihiko Hashimoto, Shuntaro Mizuno, Shuichiro Yokoyama
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 94 号: 4 ページ: 043532-043532

    • DOI

      10.1103/physrevd.94.043532

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Vainshtein mechanism in massive gravity nonlinear sigma models2016

    • 著者名/発表者名
      Katsuki Aoki and Shuntaro Mizno
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 94 号: 6 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1103/physrevd.94.064054

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Blue-tilted Primordial Gravitational Waves from Massive Gravity2019

    • 著者名/発表者名
      水野俊太郎、藤田 智弘, 黒柳幸子、向山信治
    • 学会等名
      YITP Asian-Pacific Winter School and Workshop on Gravitation and Cosmology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Blue-tilted Primordial Gravitational Waves from Massive Gravity2019

    • 著者名/発表者名
      水野俊太郎、藤田 智弘, 黒柳幸子、向山信治
    • 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] Blue-tilted Primordial Gravitational Waves from Massive Gravity2019

    • 著者名/発表者名
      水野俊太郎、藤田 智弘, 黒柳幸子、向山信治
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Quantum Entanglement in Multi-field inflation2018

    • 著者名/発表者名
      水野俊太郎、Nadia Bolis, 藤田 智弘, 向山信治
    • 学会等名
      COSMO 18
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Quantum Entanglement in Multi-field inflation2018

    • 著者名/発表者名
      水野俊太郎、N.Bolis, 藤田智弘、向山信治
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Blue-tilted Primordial Gravitational Waves from Massive Gravity2018

    • 著者名/発表者名
      水野俊太郎、藤田 智弘, 黒柳幸子、向山信治
    • 学会等名
      CosKASI-ICG-NAOC-YITP joint workshop on LSS
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Blue-tilted Primordial Gravitational Waves from Massive Gravity2018

    • 著者名/発表者名
      水野俊太郎、藤田 智弘, 黒柳幸子、向山信治
    • 学会等名
      27th Japan General Relativity and Gravitation
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Primordial perturbations from hyper inflation2018

    • 著者名/発表者名
      水野俊太郎、向山信治
    • 学会等名
      YKIS2018a symposium
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Quantum entanglement during multi-field inflation2018

    • 著者名/発表者名
      水野俊太郎、Nadia Bolis、藤田智弘
    • 学会等名
      山口重力・宇宙論研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Primordial perturbations from inflation with hyperbolic field-space2018

    • 著者名/発表者名
      水野俊太郎、向山信治
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Constraining Inflation models from primordial non-Gaussianity2017

    • 著者名/発表者名
      水野 俊太郎
    • 学会等名
      若手による重力・宇宙論研究会
    • 発表場所
      京都大学 (京都府、京都市)
    • 年月日
      2017-03-01
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Primordial perturbations from hyperinflation2017

    • 著者名/発表者名
      水野俊太郎、向山信治
    • 学会等名
      COSMO 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cosmological Dynamics of D-Bionic and DBI Scalar fields and coincidence problem of darkenergy2017

    • 著者名/発表者名
      水野俊太郎、Sirachak Panpanich、前田恵一
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Constraining equilateral-type primordial non-Gaussianities2017

    • 著者名/発表者名
      水野俊太郎、橋本一彦、横山修一郎
    • 学会等名
      CosKASI-ICG-NAOC-YITP joint workshop on LSS
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Primordial perturbations from inflation with a hyperbolic field-space2017

    • 著者名/発表者名
      水野俊太郎、向山信治
    • 学会等名
      KIAS-YITP Joint Workshop 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Primordial perturbations from hyperinflation2017

    • 著者名/発表者名
      水野俊太郎、向山信治
    • 学会等名
      27th Japan General Relativity and Gravitation
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Primordial perturbations from hyper inflation2017

    • 著者名/発表者名
      水野俊太郎、向山信治
    • 学会等名
      CosPA2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Constraining equilateral-type primordial non-Gaussianities from imaging surveys2016

    • 著者名/発表者名
      水野俊太郎、橋本一彦、横山修一郎
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      宮崎大学 (宮崎県、宮崎市)
    • 年月日
      2016-09-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Vainshtain Mechanism in massive gravity nonlinear sigma models2016

    • 著者名/発表者名
      水野俊太郎、青木勝輝
    • 学会等名
      COSMO 2016
    • 発表場所
      アナーバー (米国)
    • 年月日
      2016-08-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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