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非線形重力メモリー効果による余剰次元の検証

研究課題

研究課題/領域番号 17J00490
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)
研究機関神戸大学

研究代表者

吉田 大祐  神戸大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2019年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2018年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード重力波 / 修正重力理論 / アクシオン / ダークマター / 宇宙論 / 暗黒物質 / 余剰次元 / ブラックホール / 微分形式場 / 準固有振動 / 安定性
研究実績の概要

今年度は、初年度から継続して取り組んでいる、Chern-Simons重力理論の下でのアクシオンダークマターと重力波の相互作用について調べた。この理論では、重力波の波動方程式が修正されるため、一般相対性理論の重力波とは異なる特異な現象が現れる。初年度に、アクシオンダークマターの性質によって、重力波にパラメータ共鳴が生じ、特徴的な重力波が生じることがわかった。昨年度から本年度にかけて、パラメータ共鳴の他に、重力波の群速度と位相速度が光速から変化することがわかった。特に、群速度に関しては、aLIGOをはじめとする重力波観測実験によって与えられている重力波の速度の制限を用いることで、アクシオンダークマターのエネルギー密度、もしくは、Chern-Simons重力理論の結合の強さに対して、現在の上限よりも強い制限を与えることがわかった。また、この制限は、より低周波の重力波を用いることで、より強い制限を与える可能性のあることがわかった。これらの一連の研究は、重力波観測実験によって、アクシオンダークマターもしくは修正重力理論の探索に有効な手段であり、本主張を論文として執筆した。冒頭で述べたとおり、現在は論文誌に投稿・審査中である。本研究をもって、Chern-Simons重力理論におけるアクシオンダークマターによって引き起こされる重力波の主要な現象について調べる作業が完了し、余剰次元の存在や、ダークマターの起源に迫る方法を提案することができた。いまだ不完全な点としては、本手法を用いた実験データにおける解析が挙げられる。これは今後の課題である。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 10件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] National Center for Theoretical Science/National Tsing Hua University(その他の国・地域)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Quasinormal modes of p-forms in spherical black holes2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Daiske、Soda Jiro
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 99 号: 4 ページ: 044054-044054

    • DOI

      10.1103/physrevd.99.044054

    • NAID

      120006715550

    • 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] Exploring the string axiverse and parity violation in gravity with gravitational waves2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Daiske , Soda Jiro
    • 雑誌名

      International Journal of Modern Physics D

      巻: - 号: 09 ページ: 1850096-1850096

    • DOI

      10.1142/s0218271818500967

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Electromagnetic waves propagating in the string axiverse2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Daiske , Soda Jiro
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2018 号: 4 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1093/ptep/pty029

    • 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] Electromagnetic memory effect induced by axion dark matter2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Daiske , Soda Jiro
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 96 号: 6 ページ: 064005-064005

    • DOI

      10.1103/physrevd.96.064005

    • 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] Exploring String Axions with Gravitational Waves2017

    • 著者名/発表者名
      Soda Jiro、Yoshida Daiske
    • 雑誌名

      Galaxies

      巻: 5 号: 4 ページ: 96-96

    • DOI

      10.3390/galaxies5040096

    • 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
  • [学会発表] Dynamical Chern-Simons重力理論の重力波2019

    • 著者名/発表者名
      Chong-Sun Chu, 早田 次郎, 吉田大祐
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Gravitational wave in Chern-Simons gravity2019

    • 著者名/発表者名
      Chong-Sun Chu, Jiro Soda, Daiske Yoshida
    • 学会等名
      3rd Korea-Japan bilateral workshop on String axion cosmology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Quasinormal modes of $p$-form fields in spherical black holes2019

    • 著者名/発表者名
      Daiske Yoshida, Jiro Soda
    • 学会等名
      The 29th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan - JGRG29
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Exploring the string axiverse and parity violation in gravity with gravitational waves2019

    • 著者名/発表者名
      Daiske Yoshida, Jiro Soda
    • 学会等名
      2 day mini-workshop: Axion Cosmology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Quasinormal modes of $p$-form fields on spherical black holes2019

    • 著者名/発表者名
      Daiske Yoshida, Jiro Soda
    • 学会等名
      COSMO'19
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ブラックホール上の微分形式場2019

    • 著者名/発表者名
      吉田大祐、早田次郎
    • 学会等名
      日本物理学会, 九州大学
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 回転するブラックホール上の場の変数分離2018

    • 著者名/発表者名
      吉田大祐、早田次郎
    • 学会等名
      日本物理学会, 信州大学
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 重力波・電磁波で探る超弦理論の痕跡2018

    • 著者名/発表者名
      吉田大祐
    • 学会等名
      ミニワークショップ「アクシオンで切り拓く弦理論と宇宙論の双方向研究」, 神戸大学
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Exploring the string axiverse and parity violation in gravity with gravitational waves2018

    • 著者名/発表者名
      Daiske Yoshida・Jiro Soda
    • 学会等名
      Korea-Japan bilateral workshop on String axion cosmology, SKKU Suwon Campus, Korea
    • 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] Separability of Equations of Form field in Schwarzschild spacetime2018

    • 著者名/発表者名
      Daiske Yoshida・Jiro Soda
    • 学会等名
      The 28th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan - JGRG28 Tachikawa Memorial Hall, Rikkyo University
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Exploring the string axiverse and parity violation in gravity with gravitational waves2018

    • 著者名/発表者名
      Daiske Yoshida・Jiro Soda
    • 学会等名
      15th Marcel Grossmann Meeting - MG15, University of Rome "La Sapienza", Rome, Italy
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electromagnetic waves propagating in the string axiverse2018

    • 著者名/発表者名
      吉田 大祐
    • 学会等名
      日本物理学会, 東京理科大学
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Exploring the string axiverse and parity violation in gravity with gravitational waves2018

    • 著者名/発表者名
      Daiske Yoshida
    • 学会等名
      YKIS2018a Symposium General Relativity - The Next Generation -
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamical Chern-Simons gravityにおけるスカラー場振動による重力波共鳴2017

    • 著者名/発表者名
      吉田 大祐
    • 学会等名
      日本物理学会, 宇都宮大学
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Exploring the string axiverse and parity violation in gravity with gravitational waves2017

    • 著者名/発表者名
      Daiske Yoshida
    • 学会等名
      International Symposium on Cosmology and Particle Astrophysics CosPA 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Exploring the string axiverse and parity violation in gravity with gravitational waves2017

    • 著者名/発表者名
      Daiske Yoshida
    • 学会等名
      The 27th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] Daiske Yoshida(吉田 大祐)のホームページ

    • URL

      http://www2.kobe-u.ac.jp/~154s129s/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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