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原初磁場を考慮した複合ビッグバン元素合成モデルの展開

研究課題

研究課題/領域番号 16K20927
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
天文学
研究機関茨城大学

研究代表者

山崎 大  茨城大学, 全学教育機構, 准教授 (90531822)

研究協力者 梶野 敏貴  
日下部 元彦  
Mathews Grant. J.  
Cheoun Myung-Ki  
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
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード原初磁場 / ビッグバン元素合成 / 宇宙背景放射 / 大規模構造形成 / 弱レンズ効果 / 磁場 / ヘリウム問題 / weak lensing effect / 宇宙物理 / 宇宙論
研究成果の概要

(1)正しく原初磁場のエネルギー密度を考慮したモデルの導入により、銀河団より大きい角度スケールの比較的精度の高い観測データが使用可能になり、原初磁場をより強く制限できることを示した。
(2)原初磁場のパワースペクトル指数が-1.5以下の線形摂動が優勢の領域と, -1.5以上の原初磁場のエネルギー密度が優勢の領域が等価でないことが分かった.
(3)物理学的整合性を統計的に検証するために、一つのパラメータの組に対し、ビッグバン元素合成, 宇宙背景放射および物質密度場の理論値を同時に計算し、パラメータを制限するためのプログラムコードの開発を推進した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

宇宙論及び天体物理学における磁場、ダークマターおよびビッグバン元素合成に起源をもつ軽元素の役割は多彩であり、宇宙全体の構造・天体形成・進化の研究方針を左右する重要な要素である。当研究により、原初磁場やダークマター候補のX粒子と光子冷却の理論研究を進め、ビッグバン元素合成を正しく再構築できれば、宇宙の構造や天体形成から我々の身の回りを形作る元素組成の決定にいたるまで、幅広い研究分野の発展に貢献できる。

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

    (15件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] University of Notre Dame(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Soongsil University(韓国)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] CMB weak lensing with the primordial magnetic eld2019

    • 著者名/発表者名
      Dai G. Yamazaki
    • 雑誌名

      Proceedings of IAU Focus Meeting 8: New Insights in Extragalactic Magnetic Fields

      巻: なし ページ: 45-48

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Impact of a primordial magnetic field on cosmic microwave background B modes with weak lensing2018

    • 著者名/発表者名
      Dai. G. Yamazaki
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 97 号: 10 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1103/physrevd.97.103525

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The new hybrid BBN model with the photon cooling, X particle, and the primordial magnetic field2017

    • 著者名/発表者名
      Yamazaki, Dai G.; Kusakabe, Motohiko; Kajino, Toshitaka; Mathews, Grant J.; Cheoun, Myung-Ki
    • 雑誌名

      International Journal of Modern Physics E

      巻: 26 号: 08 ページ: 1741006-1741006

    • DOI

      10.1142/s0218301317410063

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Cosmic magnetism in centimeter- and meter-wavelength radio astronomy2017

    • 著者名/発表者名
      Akahori Takuya、Nakanishi Hiroyuki、Sofue Yoshiaki、Fujita Yutaka、Ichiki Kiyotomo、Ideguchi Shinsuke、Kameya Osamu、Kudoh Takahiro、Kudoh Yuki、Machida Mami、Miyashita Yoshimitsu、Ohno Hiroshi、Ozawa Takeaki、Takahashi Keitaro、Takizawa Motokazu、Yamazaki Dai G
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 70 号: 1 ページ: 1-44

    • DOI

      10.1093/pasj/psx123

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] The new BBN model with the photon cooling, X particle, and the primordial magnetic field2017

    • 著者名/発表者名
      D. G. Yamazaki, M. Kusakabe, T. Kajino, G. J. Mathews, M. K. Cheoun
    • 雑誌名

      JPS Conference Proceedings

      巻: 14 ページ: 1-3

    • DOI

      10.7566/jpscp.14.020104

    • 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 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 宇宙論的観測による原初磁場制限の現状2018

    • 著者名/発表者名
      山崎 大
    • 学会等名
      第7回観測的宇宙論ワークショップ
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 原初磁場の制限における問題点2018

    • 著者名/発表者名
      山崎 大
    • 学会等名
      日本天文学会2018年秋季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] CMB weak lensing with the primordial magnetic field2018

    • 著者名/発表者名
      Dai G. Yamazaki
    • 学会等名
      IAU Focus Meeting FM8: New Insights in Extragalactic Magnetic Fields
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 山崎大2017

    • 著者名/発表者名
      Weak lensing effect と CMB 偏光揺らぎに対する原初磁場の影響
    • 学会等名
      日本天文学会2017年春季年会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 宇宙膨張に対する原初磁場の影響を考慮した宇宙背景放射と物質密度進化2017

    • 著者名/発表者名
      山崎大
    • 学会等名
      新学術領域「なぜ宇宙は加速するのか?- 徹底的究明と将来への挑戦-」MAR2017
    • 発表場所
      高エネルギー加速器研究機構
    • 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] CMB B mode による原初磁場の制限について2017

    • 著者名/発表者名
      山崎大
    • 学会等名
      日本天文学会2017年秋季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] CMB weak lensing with a primordial magnetic field2017

    • 著者名/発表者名
      Dai G. Yamazaki
    • 学会等名
      International Symposium on Cosmology and Particle Astrophysics 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] The new BBN model with the photon cooling, X particle, and the primordial magnetic field2016

    • 著者名/発表者名
      D. G. Yamazaki, M. Kusakabe, T. Kajino, G. J. Mathews, M. K. Cheoun
    • 学会等名
      the 14th International Symposium on Nuclei in the Cosmos
    • 発表場所
      Toki Messe
    • 年月日
      2016-06-19
    • 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: 2022-02-22  

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