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第5の力を通した重力理論の検証

研究課題

研究課題/領域番号 17K14286
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
研究機関山口大学

研究代表者

齊藤 遼  山口大学, 大学院創成科学研究科, 助教 (70781392)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード重力理論 / 第5の力 / 宇宙マイクロ波背景放射 / 背景重力波 / 修正重力理論 / スカラーテンソル理論 / 重力波 / 宇宙物理
研究成果の概要

現在の宇宙を加速させている原因を解明することは宇宙論の大きな課題である。本研究では、加速膨張が重力理論の修正によって引き起こされている可能性を検証することを目標とし、修正重力理論に共通して現れる「第5の力」に関する研究を行った。特に代表的な修正重力理論で生じる「第5の力」について、その環境依存性を明らかにした。また、宇宙の進化、およびそれを支配する重力理論の検証において重要なツールとなる宇宙マイクロ波背景放射(CMB)や背景重力波の持つ異方性を精密かつ系統的に計算する方法の開発を行った。その方法をCMBのBモード偏光の計算に応用し、CMBの伝播過程における重力の効果で生じるBモードを評価した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

重力は我々にとって身近な力であるとともに、宇宙の進化において重要な役割を果たす。本研究の成果は、重力を記述する基礎理論を調べるために必要となるツールを与える。特に本研究の中で開発を行ったcurve-of-sight法は、重力の効果に限らず、宇宙マイクロ波背景放射を系統的に計算する枠組みを与えるものである。重力理論の検証にとどまらず、例えばBモード偏光観測によるインフレーション検証の際に障害となる非線形Bモードの除去など、広い応用が期待される。

報告書

(6件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 3件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 7件、 招待講演 4件)

  • [国際共同研究] University of Cambridge(英国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] CENTRA(ポルトガル)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] APC研究所(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] APC研究所(フランス)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Unified approach to secondary effects on the CMB B-mode polarization2021

    • 著者名/発表者名
      Namikawa Toshiya、Naruko Atsushi、Saito Ryo、Taruya Atsushi、Yamauchi Daisuke
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 2021 号: 10 ページ: 029-029

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2021/10/029

    • 関連する報告書
      2021 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] Dynamical analysis of screening in scalar-tensor theory2021

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Tomohiro、Ikeda Taishi、Saito Ryo、Tanahashi Norihiro、Yoo Chul-Moon
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 103 号: 2 ページ: 1-19

    • DOI

      10.1103/physrevd.103.024009

    • 関連する報告書
      2020 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] Local-gravity test of unified models of inflation and dark energy in f(R) gravity2020

    • 著者名/発表者名
      Yashiki Mai、Sakai Nobuyuki、Saito Ryo
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 102 号: 4 ページ: 043504-043504

    • DOI

      10.1103/physrevd.102.043504

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Is the trans-Planckian censorship a swampland conjecture?2020

    • 著者名/発表者名
      Saito Ryo、Shirai Satoshi、Yamazaki Masahito
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 101 号: 4 ページ: 046022-046022

    • DOI

      10.1103/physrevd.101.046022

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Phenomenological consequences of the refined swampland conjecture2019

    • 著者名/発表者名
      Fukuda Hajime、Saito Ryo、Shirai Satoshi、Yamazaki Masahito
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 99 号: 8 ページ: 083520-083520

    • DOI

      10.1103/physrevd.99.083520

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chameleon field in a spherical shell system2019

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Tomohiro、Ikeda Taishi、Saito Ryo、Yoo Chul-Moon
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 99 号: 4 ページ: 044024-044024

    • DOI

      10.1103/physrevd.99.044024

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Scalar-tensor theories and modified gravity in the wake of GW1708172018

    • 著者名/発表者名
      Langlois David、Saito Ryo、Yamauchi Daisuke、Noui Karim
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 97 号: 6 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1103/physrevd.97.061501

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Angular correlations of the inflationary stochastic gravitational wave background2022

    • 著者名/発表者名
      齊藤 遼
    • 学会等名
      Dawn of Gravitational-wave Cosmology and Theory of Gravity
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Antipodal correlations of the inflationary primordial gravitational waves2022

    • 著者名/発表者名
      呉 震遠、坂井 伸之、齊藤 遼
    • 学会等名
      日本物理学会第77回年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Angular correlations of the inflationary stochastic gravitational wave background in the perturbed universe2022

    • 著者名/発表者名
      齊藤 遼、呉 震遠、坂井 伸之
    • 学会等名
      日本物理学会第77回年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 宇宙マイクロ波背景放射異方性の精密計算:非線形効果に対する統一的アプローチ2022

    • 著者名/発表者名
      齊藤 遼
    • 学会等名
      Upcoming CMB observations and Cosmology
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 宇宙マイクロ波背景放射異方性の 精密計算法の開発: 非線形効果に対する統一的アプローチ2021

    • 著者名/発表者名
      齊藤 遼
    • 学会等名
      応用物理・物理系学会中国四国支部合同学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Antipodal correlation of the inflationary primordial gravitational waves2021

    • 著者名/発表者名
      呉 震遠、坂井 伸之、齊藤 遼
    • 学会等名
      The 30th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CMB Bモード偏光への非線形効果に対する統一的アプローチ2021

    • 著者名/発表者名
      齊藤 遼
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 原始ブラックホールと非線形背景重力波・音響再加熱2019

    • 著者名/発表者名
      齊藤遼
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Curve-of-sight approach for CMB polarizations: intrinsic B mode beyond lensing2019

    • 著者名/発表者名
      齊藤遼
    • 学会等名
      The 29th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cosmic microwave background anisotropies beyond linear order: curve-of-sight approach2019

    • 著者名/発表者名
      齊藤遼
    • 学会等名
      6th Korea-Japan workshop on dark energy at KMI
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高階スカラーテンソル理論におけるpreferred frame効果について2019

    • 著者名/発表者名
      齊藤 遼
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Scalar-tensor theories and modified gravity in the wake of GW1708172018

    • 著者名/発表者名
      齊藤 遼
    • 学会等名
      Essential Next Steps for Gravity and Cosmology
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Scalar-tensor theories and modified gravity in the wake of GW1708172018

    • 著者名/発表者名
      齊藤 遼
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] The Vainshtein mechanism in general scalar-tensor theories2018

    • 著者名/発表者名
      齊藤 遼
    • 学会等名
      YKIS2018a Symposium: General Relativity - The Next Generation
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effective theories for the partial breaking of the Vainshtein mechanism2017

    • 著者名/発表者名
      齊藤 遼
    • 学会等名
      The 27th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Breaking of the Vainshtein mechanism through derivative coupling to matter2017

    • 著者名/発表者名
      齊藤 遼
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Preferred frame effects in higher-order scalar-tensor theories2017

    • 著者名/発表者名
      齊藤 遼
    • 学会等名
      The 21st annual International Conference on Particle Physics and Cosmology
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Horndeski/beyond Horndeski理論 における第五の力の働きについて2017

    • 著者名/発表者名
      齊藤 遼
    • 学会等名
      相対論・宇宙論 東北研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-01-30  

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