研究課題/領域番号 |
20K03932
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研究種目 |
基盤研究(C)
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配分区分 | 基金 |
応募区分 | 一般 |
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 | 九州大学 |
研究代表者 |
大河内 豊 九州大学, 基幹教育院, 准教授 (40599990)
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研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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キーワード | 特異点を持つバウンス解 / 弦理論における4次元宇宙 / 宇宙定数 / クインテッセンス / 宇宙項 / 真空崩壊 / 素粒子物理学 / 真空の相転移 / 超弦理論 |
研究開始時の研究の概要 |
現在,我々の宇宙は加速膨張していることが観測により明らかとなっている.標準宇宙理論において,その膨張を引き起こすのは宇宙項であるが,重力理論の基本スケールと比較して,10-120程度も小さいことがわかっている.この大きな桁数の違いを自然に説明する理論を構築することは,現代物理学におけるひとつの大きな課題となっている.本研究では,この宇宙項問題を弦理論(或いは高次元理論)における真空間の遷移における触媒効果を用いることで,定数の微調整を行うことなく解決する.特に,4次元宇宙における放射と物質を実現するために導入する高次元の構成物が触媒となり,小さな宇宙定数を説明するメカニズムを確立する.
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研究実績の概要 |
宇宙項問題を解決するために,バブル宇宙のシナリオを考えている.高次元時空に生成されるバブル宇宙は,何もないまっさらなところで生まれる場合,どのようなバブルが選ばれやすいかについては,特別な事情はない,一方で,本研究の鍵となっている触媒効果を使えば,触媒の性質によって選ばれやすいバブルが決まってくるのである.また,バブル宇宙では,そうした触媒の種類が,現在の宇宙に存在している物質と密接に結びついているため,宇宙項問題を現存している物質の性質に還元することができるのである.この理解をさらに進めるために,今年度は特異性を持つバブルの性質について,より詳細に調べた.特異点の種類により,崩壊が促進されるものとそうでないものがあることが徐々に明らかになってきており,今後の発展が見込めるきっかけを得た.ある種の特異点は崩壊を早めるので,そうした特異点を含むバブルは,相転移に際して,たくさん生み出されることが予想され,バブル宇宙の創生過程の支配的なプロセスになりうるのである.
また,このアイディアはスワンプランド問題として知られる最新の弦理論の研究と密接に関連している.宇宙創生を行う高次元の設定は量子重力理論の制限を満たす必要がある.つまりスワンプランド問題として議論されている条件を全てクリアーしないといけない.これらの条件がバブル宇宙の創生に強力な条件をつけ,その中で許されるバブルの生成過程を考えることで,既存の研究とは異なる新しい方向性が得られるのである.
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現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
予定していた海外での研究会等にまだ参加することができず,研究成果はやや遅れ気味と感じている.特に,異なるバッググラウンドを持つ研究者との議論の機会が少なかったので,積極的な研究会への参加と議論が今後は必要であろう.一方で,特異点をもつインスタントンの包括的な調査は終えつつあるので,今後はそれをもとに,実際のモデルの構築に移れる状況にあるので,その点では順調に進んでいる.
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今後の研究の推進方策 |
前項の課題を踏まえて,今後は国内外の研究会への積極的な参加と発表,そして研究者との議論の時間を作る予定である.また,特異性を持つインスタントンの理解が進んだので,これをもとに,より詳細なモデルの構築を異なる背景をもつ研究者の意見を頂きながら進めていく.また,まとまった部分の研究成果を論文としてまとめていく予定である.
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