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インフレーション宇宙で探る高エネルギー究極理論の粒子スペクトル

研究課題

研究課題/領域番号 18K13539
研究種目

若手研究

配分区分基金
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
研究機関神戸大学

研究代表者

野海 俊文  神戸大学, 理学研究科, 助教 (30709308)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2020年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードインフレーション / 弦理論 / 大統一理論 / 余剰次元 / 非ガウス性 / 有効場理論 / 共形場理論 / インフレーション宇宙 / 散乱振幅
研究成果の概要

初期宇宙の加速膨張「インフレーション」の膨張エネルギーは典型的に10の14乗GeVにも迫る。これは世界最大の加速器 Large Hadron Collider の衝突エネルギーより10桁も高く、大統一理論や弦理論をも視野に捉える。本研究では、インフレーションを超高エネルギー加速器「Cosmological Collider」とみなし、高エネルギー理論が予言する「新粒子」を探査する手法を理論的に開発した。特に、低エネルギー有効理論の視点を取り入れることで、大統一理論や余剰次元理論が予言する「重い新粒子」を探索する手法を提案した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

インフレーションを用いると、地上の加速器では手が届かない「超高エネルギー領域」を探索できると期待される。本研究成果では、インフレーションで探索可能なエネルギー領域を拡大し、余剰次元や力の統一といった「高エネルギー理論のアイディア」を実験的に検証する手法を提案した。今後の宇宙観測実験のデータを合わせることで、素粒子と重力を統一的に記述する「高エネルギー究極理論」の実験的検証が可能になると期待される。

報告書

(3件)
  • 2020 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (11件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 10件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 10件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 5件、 招待講演 8件)

  • [国際共同研究] Chulalongkorn University(タイ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Hong Kong Univ. of Sci. and Tech.(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] National Taiwan University/National Tsing Hua University(その他の国・地域(台湾))

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Wisconsin-Madison(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Queen Mary University(英国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究]

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] 香港科技大学(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ケンブリッジ大学(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ウィスコンシン大学(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ハイデルベルグ大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] チュラロンコン大学(タイ)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Momentum space approach to crossing symmetric CFT correlators. Part II. General spacetime dimension2019

    • 著者名/発表者名
      Isono Hiroshi、Noumi Toshifumi、Shiu Gary
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2019 号: 10 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1007/jhep10(2019)183

    • NAID

      120006813354

    • 関連する報告書
      2019 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] Heavy spinning particles from signs of primordial non-gaussianities: beyond the positivity bounds2019

    • 著者名/発表者名
      Kim Suro、Noumi Toshifumi、Takeuchi Keito、Zhou Siyi
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2019 号: 12 ページ: 1-28

    • DOI

      10.1007/jhep12(2019)107

    • NAID

      120006873055

    • 関連する報告書
      2019 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] Momentum space conformal three-point functions of conserved currents and a general spinning operator2019

    • 著者名/発表者名
      Isono Hiroshi、Noumi Toshifumi、Takeuchi Toshiaki
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2019 号: 5 ページ: 1-40

    • DOI

      10.1007/jhep05(2019)057

    • NAID

      120006634681

    • 関連する報告書
      2019 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] Unitarity bounds on charged/neutral state mass ratios2019

    • 著者名/発表者名
      Chen Wei-Ming、Huang Yu-tin、Noumi Toshifumi、Wen Congkao
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 100 号: 2 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1103/physrevd.100.025016

    • NAID

      120006813351

    • 関連する報告書
      2019 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] Weak Gravity Conjecture from Unitarity and Causality2019

    • 著者名/発表者名
      Hamada Yuta、Noumi Toshifumi、Shiu Gary
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 123 号: 5 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1103/physrevlett.123.051601

    • NAID

      120006813353

    • 関連する報告書
      2019 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] S-matrix unitarity and renormalizability in higher-derivative theories2019

    • 著者名/発表者名
      Abe Yugo、Inami Takeo、Izumi Keisuke、Kitamura Tomotaka、Noumi Toshifumi
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2019 号: 8 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1093/ptep/ptz084

    • NAID

      120006813352

    • 関連する報告書
      2019 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] Effective field theory of time-translational symmetry breaking in nonequilibrium open system2019

    • 著者名/発表者名
      Hongo Masaru、Kim Suro、Noumi Toshifumi、Ota Atsuhisa
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 1902 号: 2 ページ: 1-36

    • DOI

      10.1007/jhep02(2019)131

    • NAID

      120006599125

    • 関連する報告書
      2018 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] Searching for Bispectrum of Stochastic Gravitational Waves with Pulsar Timing Arrays2019

    • 著者名/発表者名
      Tsuneto Makoto、Ito Asuka、Noumi Toshifumi、Soda Jiro
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 1903 号: 03 ページ: 032-032

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2019/03/032

    • 関連する報告書
      2018 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] Higgs mechanism in nonlocal field theories2018

    • 著者名/発表者名
      Hashi Manami Noumi、Isono Hiroshi、Noumi Toshifumi、Shiu Gary、Soler Pablo
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 1808 号: 8 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1007/jhep08(2018)064

    • NAID

      120006510196

    • 関連する報告書
      2018 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] Momentum space approach to crossing symmetric CFT correlators2018

    • 著者名/発表者名
      Isono Hiroshi、Noumi Toshifumi、Shiu Gary
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 1807 号: 7 ページ: 1-40

    • DOI

      10.1007/jhep07(2018)136

    • NAID

      120006496741

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Enlarging the Scope of the Cosmological Collider: Beyond the Positivity Bounds2020

    • 著者名/発表者名
      Toshifumi Noumi
    • 学会等名
      Miyazaki Workshop on Particle Physics and Cosmology 2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Enlarging the Scope of the Cosmological Collider: Beyond the Positivity Bounds2019

    • 著者名/発表者名
      Toshifumi Noumi
    • 学会等名
      Dutch Theoretical Cosmology Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Cosmic inflation as a very high energy particle detector2019

    • 著者名/発表者名
      Toshifumi Noumi
    • 学会等名
      44th Vietnam Conference on Theoretical Physics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] アクシオンと量子重力2018

    • 著者名/発表者名
      野海俊文
    • 学会等名
      日韓共同 1 day ワークショップ
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A Tower Weak Gravity Conjecture from Infrared Consistency2018

    • 著者名/発表者名
      Toshifumi Noumi
    • 学会等名
      Simons Summer Workshop 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 弱い重力予想と現象論2018

    • 著者名/発表者名
      野海俊文
    • 学会等名
      基研研究会 素粒子物理学の進展2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Primordial non-Gaussianities as a particle collider2018

    • 著者名/発表者名
      Toshifumi Noumi
    • 学会等名
      KEK ph 2018 winter
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 加速膨張宇宙と非平衡系の場の理論2018

    • 著者名/発表者名
      野海俊文
    • 学会等名
      基研研究会 非平衡系の物理学-階層性と普遍性-
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-08-22  

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