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密度揺らぎとテンソル揺らぎの非ガウス性を用いたインフレーション理論への制限

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 24111706
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
研究機関東京工業大学

研究代表者

山口 昌英  東京工業大学, 理工学研究科, 准教授 (80383511)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2013年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2012年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードインフレーション / 非ガウス性
研究概要

テンソル揺らぎの音速と原始揺らぎの非ガウス性の間の関係を明らかにしました。密度(スカラー)揺らぎの音速とその自己三点相関関数との関係性とは異なり、テンソル揺らぎの音速は、テンソル自己三点相互作用でなく、それ以外の三点相関関数、特にスカラー・テンソル・テンソルの混合三点相関関数と強く関係していることが分かりました。これにより、宇宙背景放射の温度・Bモード・Bモード三点相関関数を検出することにより、テンソル揺らぎの音速が決定できることが期待されます。
インフレーション模型を包括的に扱う試みとして、空間の一様等方性に着目して有効理論を考えるというものがあります。つまり、空間の一様等方性と矛盾しないものは揺らぎの相互作用として全て現れても構わない、という考え方です。この考え方に基づいてスカラー場が複数個ある場合の完全に一般的な作用を書き下しました。また、これを用いることにより、軽い場の他にハッブルパラメータと同じくらいの質量を持った場がある時に、密度揺らぎにどのような補正が生じ得るかを一般的に明らかにしました。
インフレーションの軌道が急激に曲がる際に、インフレーションを起こす場とは異なった重い場が密度揺らぎにどのような影響を与えるかを明らかにしました。重い場が正準運動項を持つ場合に、この密度揺らぎへの補正を調べ、二点相関関数では軌道が曲がるスケールにピークが出る効果のみが現れる一方、三点相関関数ではその効果に加えて重い場の振動によるパラメータ共鳴の効果も現れることを明らかにしました。

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

    (4件)

すべて 2013

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (1件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Effective field theory approach to quasi-single field inflation and effects of heavy fields2013

    • 著者名/発表者名
      Toshifumi Noumi, Masahide Yamaguchi, Daisuke Yokoyama
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 1306, 051 号: 6 ページ: 0-47

    • DOI

      10.1007/jhep06(2013)051

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Primordial spectra from sudden turning trajectory2013

    • 著者名/発表者名
      Noumi, Toshifumi and Yamaguchi, Masahide
    • 雑誌名

      JCAP

      巻: 1312 号: 12 ページ: 038-038

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2013/12/038

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Full bispectra from primordial scalar and tensor perturbations in the most general single-field inflation model2013

    • 著者名/発表者名
      Xian Gao, Tsutomu Kobayashi, Maresuke Shiraishi, Masahide Yamaguchi, Jun'ichi Yokoyama, Shuichiro Yokoyama
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 053 号: 5 ページ: 53E03-0

    • DOI

      10.1093/ptep/ptt031

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Primordial spectra from sudden turning trajectory2013

    • 著者名/発表者名
      Masahide Yamaguchi
    • 学会等名
      International Workshop on Particle Physics and Cosmology after Higgs and Planck
    • 発表場所
      Chongqing, China
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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