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宇宙ひもの精密観測による初期宇宙モデルの検証

研究課題

研究課題/領域番号 17K14304
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
研究機関神奈川大学

研究代表者

山内 大介  神奈川大学, 工学部, 助教 (10624645)

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
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード宇宙ひも / 宇宙マイクロ波背景輻射 / 宇宙物理
研究成果の概要

宇宙ひもは、ひも状の位相欠陥であり、初期宇宙の対称性を破る相転移によって生じたと考えられている。現代宇宙論の文脈においては、宇宙ひもは素粒子模型やインフレーションモデルと密接に関連しており、背後にある超高エネルギー物理現象の探求・解明につながる。本研究においては多様な宇宙ひものタイプを網羅的に探究するため、宇宙ひもの衝突や繋ぎ変え過程といった基礎物理過程を探求することで宇宙論的ネットワークの進化へのインパクトを調べた。また、観測データを用いた評価方法を発展させることで、既存および将来観測による宇宙ひもの再評価を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで宇宙ひもの理論的・観測的研究は特定のモデル(南部・後藤宇宙ひも)の研究のみに着目していたが、本研究課題によって得た成果によって、初めて多様な宇宙ひもタイプにおける基礎物理過程の検証を行うことに成功した。その成果は、当初の予想とは大きく異なっているものであった。宇宙ひもの振る舞いが全くの非自明であることを明らかにしたことで、本研究課題の学術的意義はより高まっている。また、精密宇宙論観測がさまざまに提案されているが、本研究によって、最先端の宇宙論観測手法を取り入れることで宇宙ひもに迫っていく可能性を指摘したことで、既存および将来観測の重要性を増すこととなる。

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

    (45件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (22件) (うち国際共著 11件、 査読あり 18件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 8件、 招待講演 10件) 備考 (1件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [雑誌論文] Second-order peculiar velocity field as a novel probe of scalar-tensor theories2022

    • 著者名/発表者名
      Yamauchi Daisuke、Sugiyama Naonori S.
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 105 号: 6 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1103/physrevd.105.063515

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] On Lorentz-invariant bispin-2 theories2021

    • 著者名/発表者名
      Kimura Rampei、Naruko Atsushi、Yamauchi Daisuke
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 104 号: 4 ページ: 1-20

    • DOI

      10.1103/physrevd.104.044021

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [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] Axion cloud decay due to the axion-photon conversion with background magnetic fields2021

    • 著者名/発表者名
      Yoo Chul-Moon、Naruko Atsushi、Sakurai Yusuke、Takahashi Keitaro、Takamori Yohsuke、Yamauchi Daisuke
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 74 号: 1 ページ: 64-72

    • DOI

      10.1093/pasj/psab110

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Testing gravity theories with cosmic microwave background in the degenerate higher-order scalar-tensor theory2020

    • 著者名/発表者名
      Hiramatsu Takashi、Yamauchi Daisuke
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 102 号: 8 ページ: 083525-083525

    • DOI

      10.1103/physrevd.102.083525

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] UV sensitive one-loop matter power spectrum in degenerate higher-order scalar-tensor theories2020

    • 著者名/発表者名
      Hirano Shin’ichi、Kobayashi Tsutomu、Yamauchi Daisuke、Yokoyama Shuichiro
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 102 号: 10 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1103/physrevd.102.103505

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cosmology with Phase 1 of the Square Kilometre Array; Red Book 2018: Technical specifications and performance forecasts2020

    • 著者名/発表者名
      Square Kilometre Array Cosmology Science Working Group: David J. Bacon (including D. Yamauchi)
    • 雑誌名

      Publication of Astronomical Society of Australia

      巻: 37

    • DOI

      10.1017/pasa.2019.51

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] On Lorentz-invariant spin-2 theories2019

    • 著者名/発表者名
      Naruko Atsushi、Kimura Rampei、Yamauchi Daisuke
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 99 号: 8 ページ: 084018-084018

    • DOI

      10.1103/physrevd.99.084018

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observational signatures of dark energy produced in an ancestor vacuum : Forecast for galaxy surveys2019

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Yamauchi, Hajime Aoki, Satoshi Iso, Da-Shin Lee, Yasuhiro Sekino, Chen-Pin Yeh
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 05 号: 05 ページ: 055-055

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2019/05/055

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Large-scale inhomogeneity of dark energy produced in the ancestor vacuum2019

    • 著者名/発表者名
      Yue Nan, Kazuhiro Yamamoto, Hajime Aoki, Satoshi Iso, ; Daisuke, Yamauchi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 99 号: 10 ページ: 103512-103512

    • DOI

      10.1103/physrevd.99.103512

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Constraining degenerate higher-order scalar-tensor theories with linear growth of matter density fluctuations2019

    • 著者名/発表者名
      Shin'ichiro Hirano, Tsutomu Kobayashi, Daisuke Yamauchi, Shuichiro Yokoyama
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 99 号: 10 ページ: 104051-104051

    • DOI

      10.1103/physrevd.99.104051

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Screening mechanism in degenerate higher-order scalar-tensor theories evading gravitational wave constraints2019

    • 著者名/発表者名
      Sinh'ichi Hirano, Tsutomu Kobayashi, Daisuke Yamauchi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 99 号: 10 ページ: 104073-104073

    • DOI

      10.1103/physrevd.99.104073

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] CMB Constraints on Stochastic Gravitational-Wave Background at Mpc scales2019

    • 著者名/発表者名
      Toshiya Namikawa, Shohei Saga, Daisuke Yamauchi, Atsushi Taruya
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 100 号: 2 ページ: 021303-021303

    • DOI

      10.1103/physrevd.100.021303

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Redshift space distortions in the presence of non-minimally coupled dark matter2019

    • 著者名/発表者名
      Fabio Chibana, Rampei Kimura, Masahide Yamaguchi, Daisuke Yamauchi, Shuichiro Yokoyama
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 10 号: 10 ページ: 045-045

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2019/10/049

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Lorentz-invariant spin-2 theories2019

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Naruko, Rampei Kimura, Daisuke Yamauchi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 印刷中 ページ: 1-20

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Large-scale inhomogeneity of dark energy produced in the ancestor vacuum2019

    • 著者名/発表者名
      Yue Nan, Kazuhiro Yamamoto, Hajime Aoki, Satoshi Iso, Daisuke Yamauchi
    • 雑誌名

      arXiv

      巻: 1901.11181 ページ: 1-13

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Constraining DHOST theories with linear growth of matter density fluctuations2019

    • 著者名/発表者名
      Shin'ichiro Hirano, Tsutomu Kobayashi, Daisuke Yamauchi, Shuichiro Yokoyama
    • 雑誌名

      arXiv

      巻: 1902.02946 ページ: 1-13

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] On the screening mechanism in DHOST theories evading gravitational wave constraints2019

    • 著者名/発表者名
      Sinh'ichi Hirano, Tsutomu Kobayashi, Daisuke Yamauchi
    • 雑誌名

      arXiv

      巻: 1903.08399 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [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
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Observational signatures of dark energy produced in an ancestor vacuum: Forecast for galaxy surveys2018

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Yamauchi, Hajime Aoki, Satoshi Iso, Da-Shin Lee, Yasuhiro Sekino, Chen-Pin Yeh
    • 雑誌名

      arXiv

      巻: 1807.07904 ページ: 1-5

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Y-junction intercommutations of current carrying strings2018

    • 著者名/発表者名
      Steer D.A., Lilley Marc, Daisuke Yamauchi, Takashi Hiramatsu
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 97 号: 2

    • DOI

      10.1103/physrevd.97.023507

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Constraining modified theories of gravity with the galaxy bispectrum2017

    • 著者名/発表者名
      Yamauchi Daisuke、Yokoyama Shuichiro、Tashiro Hiroyuki
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 96 号: 12 ページ: 123516-123516

    • DOI

      10.1103/physrevd.96.123516

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] CMB B-mode in the landscape2022

    • 著者名/発表者名
      山内大介
    • 学会等名
      Upcoming CMB Observations & Cosmology
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Cosmology with the Square Kilometre Array2021

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Yamauchi
    • 学会等名
      4th JSPS core-to-core program, CMB Japan group seminar for young scientists
    • 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] Cosmology with higher-order correlation of galaxy clustering2021

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Yamauchi
    • 学会等名
      East Asia SKA Workshop 2021
    • 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] Second-order peculiar velocity field as a novel probe of scalar-tensor theories2021

    • 著者名/発表者名
      山内大介, 杉山尚徳
    • 学会等名
      日本物理学会2021年秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] いよいよ建設開始!SKAと10の科学 --宇宙論--2021

    • 著者名/発表者名
      山内大介
    • 学会等名
      SKA-Japanウェビナーシリーズ
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 宇宙大規模構造を使った重力理論の検証2020

    • 著者名/発表者名
      山内大介
    • 学会等名
      ``Testing Gravity THxOBS Japan'' kickoff meeting
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Constraining scale-dependent primordial non-Gaussianities from galaxy power and bispectrum2020

    • 著者名/発表者名
      山内大介, 高橋智, 横山修一郎
    • 学会等名
      日本物理学会2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Cosmology and dark energy with future HI galaxy surveys2019

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Yamauchi
    • 学会等名
      East Asia SKA Workshop 2019
    • 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] Constraining primordial non-Gaussianity with future galaxy surveys2019

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Yamauchi
    • 学会等名
      Theoretical aspects of non-Gaussianity from modern perspectives
    • 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] SKAによる宇宙論2019

    • 著者名/発表者名
      山内大介
    • 学会等名
      SKA-Japanシンポジウム2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 位置天文を用いた背景重力波の制限2019

    • 著者名/発表者名
      山内大介
    • 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
  • [学会発表] SKA cosmology2019

    • 著者名/発表者名
      山内大介
    • 学会等名
      第8回観測的宇宙論ワークショップ
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Cosmology and dark energy with future HI galaxy surveys2019

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Yamauchi
    • 学会等名
      Cosmological challenges to dark matter, dark energy and galaxy formation
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 位置天文による低周波重力波の性質の検証2019

    • 著者名/発表者名
      山内大介
    • 学会等名
      「銀河進化と遠方宇宙2019」研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Testing acestor vacuum fluctuations as the origin of dark energy from galaxy survey2018

    • 著者名/発表者名
      D. Yamauchi, H. Aoki, S. Iso, D.-S. Lee, Y. Sekino, C.-P. Yeh
    • 学会等名
      Early Universe and Gravitation seminar
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Testing ancestor vacuum fluctuations as the origin of dark energy from galaxy surveys2018

    • 著者名/発表者名
      山内大介, 青木一, 磯暁, Da-Shin Lee, 関野恭弘, Chen-Pin Yeh
    • 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] Constraining modified theory of gravity with galaxy bispectrum2018

    • 著者名/発表者名
      Yamauchi, D., Yokoyama, S., Tashiro, H.
    • 学会等名
      YKIS2018a Symposium : General Relativity -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] GW170817後のスカラーテンソル理論2018

    • 著者名/発表者名
      山内大介
    • 学会等名
      若手による重力・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] Y-junction intercommutations of current carrying strings2017

    • 著者名/発表者名
      Yamauchi, D., Steer, D., Lilley, M., Hiramatsu T.
    • 学会等名
      JGRG27
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Collisions of superconducting strings with Y-junctions2017

    • 著者名/発表者名
      Yamauchi, D., Steer, D., Hiramatsu T.
    • 学会等名
      COSMO-17
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 大規模電波サーベイによる宇宙論2017

    • 著者名/発表者名
      山内大介
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会シンポジウム「低周波電波観測が切り開く宇宙物理学」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] 宇宙ひもの精密観測による初期宇宙モデルの検証

    • URL

      http://www.n.kanagawa-u.ac.jp/~yamauchi/outreach_strings.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] 「銀河進化と遠方宇宙2019」研究会2019

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-01-30  

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