| 研究課題/領域番号 |
20K14468
|
|---|
| 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 | 京都大学 |
|---|
研究代表者 |
青木 勝輝 京都大学, 基礎物理学研究所, 特定助教 (80822288)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023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)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
|
|---|
| キーワード | 重力理論 / 宇宙論 / 量子重力理論 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
一般相対論は量子論と整合的でなく、その背後には量子重力理論と呼ばれるより基礎的な理論が隠れていると考えられている。本課題では高エネルギー領域においては重力場が曲率だけでなく捩率によっても記述されていると仮定し、捩率の（非）存在の兆候を初期宇宙観測から明らかにすることを目的とする。具体的には捩率は重力理論における新たな重い粒子として解釈できることを用いて、インフレーション宇宙の観測量等を具体的に評価する。重力理論における重い新粒子の痕跡が見つかれば量子重力理論およびそこから得られる有効理論の更なる理解へ向けた重要な一歩を与えることができる。
|
| 研究成果の概要 |
捩率がある重力理論ではスピン0, 1, 2の自由度が矛盾なく生じることを明らかにした。これらの模型におけるインフレーションシナリオの提案や宇宙論摂動の一般的定式化を行った。これら重力の修正によって生じる現象論的示唆を系統的に明らかにするために宇宙論やブラックホール時空における有効場理論を構築した。さらにS行列のユニタリー性や解析性を用いることで重力理論の理論的整合性を明らかにした。特に一般相対論と素粒子標準模型の整合性から力の統一が自然に示唆されるという結果を得た。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
一般相対論と量子論の不整合性やダークエネルギー、ダークマター、インフレーションといった宇宙論に残された数々の謎の存在は一般相対論を超えた重力理論の必要性を示唆している。本研究で提案した有効場理論はこれら重力理論を系統的に調査していくための土台を与え、今後重力理論を検証していく上で有用であると期待される。一方で、有効場理論の理論空間の全ての領域がユニタリー性などの物理原理と整合的ではない。重力理論とS行列との整合性を明らかにすることは理論の妥当性を明らかにするだけでなく、究極の物理法則と期待される量子重力理論の理解を得ることにも繋がる。
|
