| 研究課題/領域番号 |
20K14461
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 東京大学 |
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研究代表者 |
皮 石 東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 客員科学研究員 (60817518)
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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 |
完了 (2023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: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 初期宇宙論 / 確率的重力波 / インフレーション / 原始ブラックホール / 宇宙論的摂動理論 / スカラー誘導重力波 / 非ガウス曲率摂動 / gravitational waves / primordial black holes / curvature perturbation / inflation / ultra slow roll / δN formalism / pulsar timing array / LISA / pulsa timing array / curvaton scenario / swampland conjecture / cosmology |
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| 研究開始時の研究の概要 |
The discovery of gravitational wave in 2015 marks the dawn of gravitational wave astronomy/cosmology. This is a new window to observe the beginning and evolution of our universe. In the next few decays, there will be many new gravitational-wave experiments, including the Japanese project KAGRA. This research is aimed to study the general and characteristic features of the stochastic gravitational-wave background originating from different sources in the early universe, which is helpful in both comprehending the physics of the early universe, and in seeking for such signals in the future.
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| 研究成果の概要 |
私は13本の研究論文を完成させ、そのうち10本がすでに出版されています。主な成果は以下の通りです。(1)単一場インフレーションモデルにおける曲率摂動の完全な非線形表現を発見しました。これにより、その統計的性質を明確にするのに非常に役立ちます。 (2)いくつかの一般的な条件の下で、重力波スペクトルがその発生源に関わらず普遍的な赤外f^3スケーリングを持つことを示しました。(3)パルサータイミングアレイ（NANOGravなど）で観測されたnHz重力波信号が、惑星質量の原始ブラックホールの存在を示唆している可能性があることを示しました。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
この研究は、初期宇宙の謎を解き明かすための重要な進展を遂げました。特に、原初ブラックホールの形成やインフレーション理論の解析において、新たな視点を提供しました。研究者は、曲率摂動の非ガウス性とその統計的性質を明らかにし、ブラックホールの形成率を精密に計算しました。また、これらの計算結果を一般相対性理論の数値シミュレーションで検証し、信頼性を高めました。さらに、次世代の重力波観測（LISAやDECIGO）を通じて、理論的予測と実際の観測データを照らし合わせる試みも行われています。この研究は、宇宙の初期条件や構造形成の理解を深め、現代宇宙論において重要な役割を果たしています。
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