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理論的整合性を備えた重力理論の系統的構築

研究課題

研究課題/領域番号 17J06778
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)
研究機関立教大学 (2018)
東京大学 (2017)

研究代表者

高橋 一史  立教大学, 理学部, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2018年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2017年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード修正重力理論 / スカラーテンソル理論 / 宇宙論 / 安定性
研究実績の概要

これまで様々な観測により示されている現在の宇宙の加速膨張や、今後重力波の観測を通じて調査が劇的に進むと考えられる強重力場の現象を説明するためには、一般相対論の修正が必要となることも考えられる。他方で、仮に一般相対論が正しかったとしても、それを確立するためには比較対象となる別の重力理論を研究することが不可欠である。このような動機から、これまでさまざまな重力理論の修正ないし拡張が提案されてきたが、計量に加えスカラー場を一つだけ含んだ修正重力理論 (スカラーテンソル理論) が特に詳しく研究されてきた。このような背景があり、研究代表者は以下の研究を行った。
(イ) cuscuton理論の拡張と宇宙論:cuscuton理論はスカラーテンソル理論の一種であるが、スカラー場が伝播しないという意味で一般相対論と類似した理論であると見なすことができる。本年度は、cuscuton理論と同様の性質を備えたより一般的な枠組みを構築し、その宇宙論解の安定性を調べた。得られた結果は、Journal of Cosmology and Astroparticle Physics誌にて出版済みである。また、その内容について国際会議で3回、国内学会で1回発表を行った。
(ロ) 2次元スカラーテンソル理論の定式化の整備:先述のように、4次元のスカラーテンソル理論の拡張が進んでいるが、量子重力の文脈で2次元のスカラーテンソル理論の拡張も研究されている。2次元スカラーテンソル理論の作用は、しばしば曲率とスカラー場との結合を含んだ形で書かれるが、他方ではスカラー場の高階微分を含んだ形の作用も考えられてきた。本年度は、曲率とスカラー場とが結合した項をスカラー場の高階微分項で具体的に書き直すことで、両者の等価性を実証した。得られた結果は、Classical and Quantum Gravity誌にて出版済みである。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2019 2018 2017 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 2件、 査読あり 5件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 8件)

  • [国際共同研究] バレンシア大学(スペイン)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] ウラル連邦大学(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Generalized 2D dilaton gravity and kinetic gravity braiding2019

    • 著者名/発表者名
      Kazufumi Takahashi and Tsutomu Kobayashi
    • 雑誌名

      Classical and Quantum Gravity

      巻: 36 号: 9 ページ: 095003-095003

    • DOI

      10.1088/1361-6382/ab1355

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Extended cuscuton: formulation2018

    • 著者名/発表者名
      Iyonaga Aya、Takahashi Kazufumi、Kobayashi Tsutomu
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 2018 号: 12 ページ: 1-23

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2018/12/002

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Extended mimetic gravity: Hamiltonian analysis and gradient instabilities2017

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Kazufumi、Kobayashi Tsutomu
    • 雑誌名

      Phys. Rev. D

      巻: 2017 号: 11 ページ: 038-038

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2017/11/038

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stable black holes in shift-symmetric Horndeski theories2017

    • 著者名/発表者名
      Daria A. Tretyakova and Kazufumi Takahashi
    • 雑誌名

      Classical and Quantum Gravity

      巻: 34 号: 17 ページ: 175007-175007

    • DOI

      10.1088/1361-6382/aa8057

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] General invertible transformation and physical degrees of freedom2017

    • 著者名/発表者名
      Kazufumi Takahashi, Hayato Motohashi, Teruaki Suyama, and Tsutomu Kobayashi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 95 号: 8 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1103/physrevd.95.084053

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Extended Cuscuton: Phenomenology2018

    • 著者名/発表者名
      高橋一史
    • 学会等名
      新学術「加速宇宙」A01班「インフレーション」小研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Extended Cuscuton: Cosmology2018

    • 著者名/発表者名
      Kazufumi Takahashi
    • 学会等名
      The 28th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Extended Cuscuton: Formulation and Cosmology2018

    • 著者名/発表者名
      高橋一史
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Extended mimetic gravity: Hamiltonian analysis and gradient instabilities2018

    • 著者名/発表者名
      Kazufumi Takahashi
    • 学会等名
      International Conference on Modified Gravity 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Extended Cuscuton: Formulation and Cosmology2018

    • 著者名/発表者名
      Kazufumi Takahashi
    • 学会等名
      RESCEU Summer School
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Extended mimetic gravity: Hamiltonian analysis and gradient instabilities2018

    • 著者名/発表者名
      Kazufumi Takahashi
    • 学会等名
      15th Marcel Grossmann Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Extended mimetic gravity: Hamiltonian analysis and gradient instabilities2018

    • 著者名/発表者名
      高橋一史
    • 学会等名
      第二回若手による重力・宇宙論研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Extended mimetic gravity: Hamiltonian analysis and gradient instabilities2018

    • 著者名/発表者名
      Kazufumi Takahashi
    • 学会等名
      Yukawa International Seminar for the fiscal year 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Extended mimetic gravity: Hamiltonian analysis and gradient instabilities2017

    • 著者名/発表者名
      Kazufumi Takahashi
    • 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
  • [学会発表] スカラーテンソル理論における可逆変換と自由度との関係2017

    • 著者名/発表者名
      高橋一史
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Relation between field transformations and physical degrees of freedom in scalar-tensor theries2017

    • 著者名/発表者名
      Kazufumi Takahashi
    • 学会等名
      The 21st annual International Conference on Particle Physics and Cosmology
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Relation between field transformations and physical DOFs in scalar-tensor theries2017

    • 著者名/発表者名
      Kazufumi Takahashi
    • 学会等名
      RESCEU Summer School
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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