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宇宙ひもで探る初期宇宙

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 24111710
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
研究機関熊本大学

研究代表者

高橋 慶太郎  熊本大学, 自然科学研究科, 准教授 (80547547)

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)
キーワード宇宙ひも / 宇宙背景放射 / 非ガウス性 / 宇宙論 / 重力波 / 重力レンズ
研究概要

宇宙ひもの存在がマイクロ波宇宙背景放射の温度ゆらぎ・偏光ゆらぎに与える影響を調べ、将来の観測によって宇宙ひもの線密度や組み換え確率にどのような制限が得られるかを探求した。まず宇宙ひもを作っているスカラー場のシミュレーションを行い、相転移からどのように宇宙ひもが形成していくかを調べ、ネットワークの時間進化を追った。そしてマイクロ波宇宙背景放射の小スケールのゆらぎに注目し、宇宙ひもによるカイザー・ステビンス効果と重力レンズ効果の相乗効果によってバイスペクトルがどのようになるかを計算した。バイスペクトルはインフレーションによるゆらぎの生成では小さいとされるため、宇宙ひもを検出・制限するのに有効であると考えられる。計算の結果、これらの効果は他のバイスペクトル生成メカニズムより優勢である場合があり、将来の小スケールのマイクロ波宇宙背景放射の観測によってこれまでになく強い制限が宇宙ひもの線密度と組み換え確率に与えられる見込みであることがわかった。
これらの量は宇宙ひもを作っている場や、相転移時の宇宙ひも生成メカニズムに関わることであり、その背後にある高エネルギー素粒子物理学にとって有益な情報になるものである。

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

    (8件)

すべて 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8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] 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] Forecast constraints on cosmic strings from future CMB, pulsar timing and gravitational wave direct detection experiments2013

    • 著者名/発表者名
      黒柳幸子、宮本幸一、関口豊和、高橋慶太郎、Joseph Silk
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 87 号: 2 ページ: 23522-23522

    • DOI

      10.1103/physrevd.87.023522

    • 関連する報告書
      2012 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] Identifying Subclasses of Long Gamma-Ray Bursts with Cumulative Light Curve Morphology of Prompt Emissions2013

    • 著者名/発表者名
      R. Tsutsui, T. Nakamura, D. Yonetoku, K. Takahashi and Y. Morihara
    • 雑誌名

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      巻: 65 ページ: 3-3

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Weak lensing of CMB by cosmic (super-)strings2012

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

      Physical Review D

      巻: 85 号: 10 ページ: 103515-103515

    • DOI

      10.1103/physrevd.85.103515

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stochastic Gravitational Wave Background Originating from Halo Mergers2012

    • 著者名/発表者名
      稲垣貴弘、高橋慶太郎、杉山直
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 85 号: 10 ページ: 104051-104055

    • DOI

      10.1103/physrevd.85.104051

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Forecast constraints on cosmic string parameters from gravitational wave direct detection experiments2012

    • 著者名/発表者名
      黒柳幸子、宮本幸一、関口豊和、高橋慶太郎、Joseph Silk
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 86 号: 2 ページ: 23503-23503

    • DOI

      10.1103/physrevd.86.023503

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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