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宇宙背景輻射を通じて高次曲率修正重力の可能性を探る手法の開発

公募研究

研究領域背景放射で拓く宇宙創成の物理―インフレーションからダークエイジまで―
研究課題/領域番号 24111701
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関弘前大学

研究代表者

仙洞田 雄一  弘前大学, 理工学研究科, 助教 (80606111)

研究期間 (年度) 2012-06-28 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2013年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2012年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード宇宙論 / 重力理論 / 宇宙物理 / 理論天文学 / 素粒子論
研究概要

前年度までの進捗を受け、研究代表者の着目する高次曲率修正重力理論の下でインフレーション膨張期に生成される原始背景重力波を初期値ないし源泉とし、後期宇宙における観測可能量の計算に取り組んだ。
ここで当初計画で想定されていなかった問題として、一般相対論以外の重力理論では背景重力波のようなストカスティックな重力波の存在量を測る物理量の理論的な定義が確立されておらず、新規の定式化が必要になることが認識された。重力波の存在量は宇宙膨張則の変更や、重力波が2次的に誘起する宇宙マイクロ波背景放射の偏光の大きさを計算する際に必要になる。そこで、高次曲率修正重力理論における重力波密度の一般論とその定式化を進めた。
また、インフレーション直後のスカラー揺らぎから2次的に生成される背景重力波スペクトルの計算を行った。ただしここでは重力法則として一般相対論を仮定した。成果として、将来の衛星観測等によってインフレーションのモデルの弁別、および、インフレーション終了後の宇宙の再加熱温度を推定ないし制限する可能性を提示した。
また、アーベル型ヒッグス模型で生成されるI型宇宙弦のネットワーク構造の形成と時間進化を調べた。さらに、宇宙弦が起こす重力レンズと積分ザックス・ヴォルフェ効果の高次相関によって宇宙マイクロ波背景放射に誘起される非ガウス性のバイスペクトルを計算し、とくに宇宙弦の一種である宇宙超弦の検出に有用であることを主張した。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Daisuke Yamauchi, Yuuiti Sendouda, Keitaro Takahashi2014

    • 著者名/発表者名
      CMB ISW-lensing bispectrum from cosmic strings
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: February 2014 号: 02 ページ: 41-41

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2014/02/041

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observable induced gravitational waves from an early matter phase2013

    • 著者名/発表者名
      Laila Alabidi, Kazunori Kohri, Misao Sasaki and Yuuiti Sendouda
    • 雑誌名

      JCAP

      巻: 1305 号: 05 ページ: 33-33

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2013/05/033

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Type-I cosmic string network2013

    • 著者名/発表者名
      T. Hiramatsu, Y. Sendouda, K. Takahashi, D. Yamauchi, Y. Yoo
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 88 号: 8 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1103/physrevd.88.085021

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Femto-lensing due to a Cosmic String2013

    • 著者名/発表者名
      柳哲文、齊藤遼、仙洞田雄一、高橋慶太郎、山内大介
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2013 号: 1 ページ: 1-17

    • DOI

      10.1093/ptep/pts045

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lorentz-violating vs. ghost gravitons: the example of Weyl gravity2012

    • 著者名/発表者名
      Nathalie Deruelle
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: September 2012, 009 号: 9 ページ: 1-20

    • DOI

      10.1007/jhep09(2012)009

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observable Spectra of Induced Gravitational Waves from Inflation2012

    • 著者名/発表者名
      Laila Alabidi, Kazunori Kohri, 他2名
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 1209,017 号: 09 ページ: 17-17

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2012/09/017

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Cosmological constraints on radiating primordial black holes and their implications for inflationary cosmology2013

    • 著者名/発表者名
      Yuuiti Sendouda
    • 学会等名
      Workshop on Wormholes and Primordial Black Holes: Theory and Observations
    • 発表場所
      Nagoya University
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Weyl曲率の補正を含む重力での原始重力波2013

    • 著者名/発表者名
      仙洞田雄一
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学東広島キャンパス
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Gravitational wave background in Einstein plus Weyl gravity2012

    • 著者名/発表者名
      Yuuiti Sendouda
    • 学会等名
      Nishinomiya Yukawa Symposium: New Waves in Gravity and Cosmology
    • 発表場所
      京都大学基礎物理学研究所
    • 年月日
      2012-12-04
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Gravitational wave background in Einstein plus Weyl gravity2012

    • 著者名/発表者名
      Yuuiti Sendouda
    • 学会等名
      RESCEU SYMPOSIUM ON GENERAL RELATIVITY AND GRAVITATION (JGRG22)
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス
    • 年月日
      2012-11-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Weyl重力の観測的検証に向けて2012

    • 著者名/発表者名
      仙洞田雄一
    • 学会等名
      新学術領域研究「背景放射で拓く宇宙創成の物理」シンポジウム2012
    • 発表場所
      高エネルギー加速器研究機構
    • 年月日
      2012-07-26
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2012-11-27   更新日: 2019-07-29  

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