初期宇宙のインフレーション後の熱平衡化に関する研究

• 研究課題/領域番号: 23K13092
• 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: 東北大学
• 研究代表者: 山田 將樹 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (20871106)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2026年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2025年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2024年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: 宇宙論 / 熱化 / 再加熱 / 暗黒物質

研究開始時の研究の概要

初期宇宙において熱平衡に至る過程は、ダークマターや物質の起源の解明や重力波観測などの重要な観測量と密接に関わっている。本研究では、物理学の基礎理論である素粒子の標準模型に基づいたbottom upアプローチによって、宇宙が熱平衡に至る過程を解析する。特に、クォークグルーオンプラズマの理論を応用することで宇宙初期の再加熱時期における熱平衡化の過程を数値計算し、宇宙の最高到達温度を決定する。またその熱化に至る過程において、ダークマターや物質の非対称性が生成された可能性を探究し、その理論の重力波観測実験による検証可能性についても議論する。