| 研究課題/領域番号 |
18540256
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
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| 研究機関 | お茶の水女子大学 |
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研究代表者 |
森川 雅博 お茶の水女子大学, 大学院・人間文化創成科学研究科, 教授 (90192781)
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| 研究期間 (年度) |
2006 – 2008
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| 研究課題ステータス |
完了 (2008年度)
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| 配分額 *注記 |
3,820千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 420千円)
2008年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2007年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2006年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
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| キーワード | ダークエネルギー / ボーズアインシュタイン凝縮 / インフレーション / 宇宙項問題 / ダークマター / 乱流 / 自己重力系 / スケーリング / 宇宙の相転移 / 暗黒エネルギー / 量子ゆらぎ / 非平衡場の理論 / 自己重力 |
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| 研究概要 |
暗黒エネルギーと暗黒物質の凝縮宇宙モデル】我々が提唱している新しい宇宙モデルの基礎を築いた。特に今までは暗黒物質が一様に分布している場合に限って解析してきたが、非一様性モードの不安定性と凝縮体の崩壊を議論した。解析的計算でも数値計算でも、0.003eVという特徴的なボゾン質量スケールが得られた。また、崩壊に伴う特徴的なスケールがその質量に大きく依存することなどを見出した。
【量子-古典相転移】今までに我々が解析してきた、量子測定と自発的対称性の破れの議論がかなり一般的に成立しそうだということがわかってきた。モデルをスピンの系に限定して、測定過程の相転移に着目して、量子測定の4要素(エンタングルメント、デコヒーレンス、プロコヒーレンス、対称性の自滅)を得た。もっと一般的な対称性を持つ系に対しても我々の解析の有効性が示唆された。
【自己重力系の秩序構造の普遍性】今までの我々の研究で、自己重力系に特徴的な「局所ビリアル関係」の起源を、自己臨界組織化と捕らえられることがわかりつつある。特に、再規格化することによって普遍的な速度分布関数が得られ、これを元に蒸発率が一様という基準を適用すれば局所ビリアル関係を導けることを示した。
【フェルミオン場凝縮相転移と銀河団回りの暗黒物質】
宇宙におけるフェルミオン凝縮の可能性として、Al689銀河団の周りの暗黒物質をニュートリノ凝縮と結び付けて議論した。観測結果を再現するフェルミオン質量パラメターとして、ニュートリノ質量に近い値が得られた。このモデルでは、特に中心で密度分布がフラットになることが予言されるが、観測でもそれに近い特性があることがわかった。
【BEC宇宙モデルの初期宇宙への応用】
BEC宇宙モデルを初期宇宙に応用し現実性を検証した。http://arxiv.org/abs/0905.0173特にインフレーション期が自然に終了するスタグフレーション期を発見した。この時期は2つの重要な要素を持つ。1つ目は、粒子生成が激しく起こり宇宙の再加熱が自然に起こることである。2つ目は、その不安定性のために、一様なBECは崩壊し局在することである。スタグフレーションはエネルギーが厳密に0で実現するので、宇宙項Aが漸近的に消滅する。つまり、BEC崩壊とBEC再凝縮が繰り返し起こり、そのつど宇宙項に相当する真空エネルギーが減少するのである。このことは数値的にも確認されたc意義と重要性:
1. 宇宙項問題の解決。過去には一様モードの範囲で純力学的にこの問題が論じられていた。我々は一様モード崩壊など相転移を通して、A=0が実現する新しい視点を与えた。
2. 相転移が作る宇宙構造。BEC生成/崩壊の連続が、初期から現在まで繋がっている可能性を指摘し、暗黒物質・エネルギーだけでなく加速膨張も統一するモデルを提案した。
【宇宙の暗黒物質乱流論】
宇宙の暗黒物質乱流論を発展させた。無衝突系の線形摂動が火面通過後、どのような秩序を作るかを議論し、現在観測されている宇宙の様々なスケーリング則が、初期条件でなく、構造形成過程の必然として出現するシナリオを完成させた。意義と重要性:
1. 非線形領域で作られる構造の普遍性のみならず、その簡単な解析方法を与えた。
2. 個別に初期条件依存して議論されている様々なスケーリングの統一的な理解が可能になった。これには磁場や角運動量分布の普遍性も含まれる。
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