| 研究課題/領域番号 |
22KJ1006
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| 補助金の研究課題番号 |
22J20289 (2022)
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 基金 (2023)
補助金 (2022) |
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| 応募区分 | 国内 |
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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 |
KRISTIANO Jason (2023) 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| 特別研究員 |
KRISTIANO Jason (2022) 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2023-03-08 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2024年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2023年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2022年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
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| キーワード | 原始ブラックホール / 宇宙論的摂動 / インフレーション宇宙論 / 相関関数 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
私の研究の目的は、宇宙論的相関をもちいて高エネルギー（プランクスケール）物理のシグナルを探索することです。最近、私たちは宇宙論的摂動の2点関数に対する1ループ補正に関するレター論文を発表しました。この補正は、これまで予想されていたよりもはるかに大きなものです。次回の論文で、その全計算結果を発表する予定です。また、原始ブラックホールの形成につながる宇宙摂動のピーキーな構造も、ループ補正に寄与している可能性があります。このテーマについても明らかにします。その後は、宇宙論的ブートストラップの研究を行う予定です。
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| 研究実績の概要 |
宇宙のインフレーション中に生成される原始的な摂動は、観測によって大規模に厳密に制限されています。 小規模なスケールでは、摂動に対する重大な制約はありません。したがって、放射線が支配する時代にそのような摂動が地平線に再び入った後、原始ブラックホールに崩壊する可能性のある、小さなスケールで摂動の振幅が大きいインフレーションモデルを持つことが可能です。原始ブラックホールの観測証拠はまだありませんが、暗黒物質の候補であり、重力波観測を説明できる可能性があるため、注目される研究テーマとなっています。原始ブラックホールを大量に生成するには、小規模な摂動のパワースペクトルが、宇宙マイクロ波背景観測で調べられる大規模なパワースペクトルよりも7桁大きくなければなりません。 実際、このような大きな振幅により、摂動の展開は高度に非線形になります。私たちは、異なる波数の摂動が互いに影響を与える可能性がある摂動のこの非線形発展を調査しました。 我々は、小規模な摂動の大きな振幅が、1 ループ補正によって大規模な摂動をコヒーレントに強化することを発見しました。この 1 ループ補正は、摂動とその共役運動量の間の量子交換関係に比例し、これはハイゼンベルクの不確定性原理の現れです。 これは、摂動の非線形発展を計算する際の量子の性質の重要性を示唆しています。大規模な摂動の振幅は宇宙マイクロ波背景放射観測によって厳しく制限されるため、今回の結果は小規模な摂動を厳密に制限します。 したがって、私たちの研究は、暗黒物質と重力波の観測を説明するために考えられる原始ブラックホール形成メカニズムを厳密に制限します。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
私たちの結果はまだ arXiv プレプリント (Physical Review Letters によって出版が受理されました) として掲載されていますが、コミュニティから大きな注目を集めています。 私たちのプレプリントは多くの研究によって引き継がれ、拡張されてきました。これは、画期的な NANOGrav pulsar timing arrayのコラボレーション[Astrophys. J. Lett. 951, L11 (2023)]によって、原始ブラックホール形成のno-go定理として引用されています。 私たちの成果は、多くの大学のセミナーや会議で、招待講演や寄稿講演として発表されています。 私たちは、私たちの成果が理論的宇宙論における画期的な理解であると信じています。 さらに、それは小さなスケールでの精密宇宙論の始まりを示します。
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| 今後の研究の推進方策 |
我々は、摂動の三次自己相互作用によって引き起こされる非線形進化を調査しました。 摂動の 4 点関数または 3 スペクトルにつながる 4 次の自己相互作用の寄与を含める予定です。 また、解析式を得るために、インフレーションによる原始ブラックホール形成を理想化したモデルを想定しているので、より現実的なモデルを検討する予定です。
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