| 研究課題/領域番号 |
18K03640
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分15010:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する理論
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| 研究機関 | 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構 (2019-2020)
東京大学 (2018) |
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研究代表者 |
関口 豊和 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 研究員 (30584750)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 暗黒物質 / 素粒子宇宙論 / 観測的宇宙論 / アクシオン / 位相欠陥 / 初期宇宙 / 数値シミュレーション / 宇宙紐 |
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| 研究成果の概要 |
暗黒物質がアクシオンである可能性に焦点を当て、宇宙論における影響についてその生成過程からその後の時間発展、現在の宇宙での観測可能性について研究を行った。アクシオン宇宙紐などの位相欠陥からの生成過程について、世界最大規模の大規模並列シミュレーションに基づき新たな知見を得ることに成功した。とりわけ、アクシオン宇宙紐に長期ダイナミクスがあることを明らかにし、これまでのアクシオン宇宙紐の描像を刷新した。併せて、アクシオン電磁気学の数値シミュレーション新手法の開発と宇宙論的応用や、21cm輝線観測を用いたアクシオン暗黒物質シナリオの探索の研究などを行い、アクシオン宇宙論の理解を広範にわたり発展させた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
暗黒物質の正体は宇宙・素粒子分野における最大の謎であり、その正体を明らかにすることで未知の物理への足掛かりが得られると期待されている。様々な暗黒物質候補の中で、アクシオンは最有力候補の一つであり、その直接検出のために様々な実験が世界中で進行・計画されている。他方、アクシオン暗黒物質の主要な生成過程であるアクシオン位相欠陥からのアクシオン放出には大きな理論的不定性があり、検出実験を計画する上で大きな問題となっている。我々は世界最大規模の第一原理数値シミュレーションに基づきアクシオン位相欠陥のダイナミクスにおける未知の性質を明らかにし、更なる理論予言の発展を導いた。
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