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2016 年度 実績報告書

インフレーション宇宙のメカニズムとその物理の多角的検証

計画研究

研究領域なぜ宇宙は加速するのか? - 徹底的究明と将来への挑戦 -
研究課題/領域番号 15H05888
研究機関京都大学

研究代表者

佐々木 節  京都大学, 基礎物理学研究所, 教授 (70162386)

研究分担者 横山 順一  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (50212303)
高橋 智  佐賀大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60432960)
山口 昌英  東京工業大学, 理学院, 教授 (80383511)
研究期間 (年度) 2015-06-29 – 2020-03-31
キーワードインフレーション宇宙 / 宇宙論的揺らぎ / 宇宙論的重力波 / 宇宙の再加熱 / 宇宙論的非ガウス揺らぎ
研究実績の概要

H28年度は,インフレーション宇宙のダイナミックスやそれから生ずる様々な現象について,これまでにない新しい知見が得られ,発見があった。以下はその主な成果である。
1.インフレーション宇宙のダイナミックス:インフレーション後の再加熱期における重力的粒子生成を詳しく調べ、模型によっては従来の見積もりに比べてはるかに効率的な粒子生成が起こることを発見した(中山)。LIGOが検出した初の重力波イベントは、インフレーション宇宙を起源とする原始ブラックホール連星の合体で生じたものであるというシナリオを提唱した(須山,横山修,佐々木)。宇宙論的二次摂動論を展開し、原始ブラックホールの観測制限との比較により、広域な周波数域の原始重力波の振幅に対して、定量的な上限を与えた(須山)。また、インフレーション宇宙起源で、理論的に整合的な原始宇宙磁場の形成が可能であることを初めて示した(佐々木)。
2.観測的検証:観測で示唆される強いスケール依存性をもつCMBスペクトルの双極的非対称性の無矛盾な模型を構成した(高橋,佐々木)。初期ゆらぎの非ガウス性によるインフレーションモデルの峻別に関して、将来の広視野銀河サーベイによって現在のCMB観測より強い制限が得られることを明らかにした(横山修)。
3.理論の追求:無限階微分を含む非局所的な理論の超対称性化を試み、その超対称性が破れると質量公式が成り立たないことを示した(山口)。ドジッター時空中に電子対生成を調べ、電場の強さによっては誘起電流が負になる(=電気伝導率の値が負になる)ことを示した(横山順)。最も一般的なスカラー・テンソル理論(ホルンデスキー理論)の枠組みで、特異点のない宇宙モデルの安定性を調べ、すべての解が勾配不安定性を持つことを示した(小林)。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

メンバー各自がそれぞれの役割を着実に果たして研究を進めており、新たな知見も多く得られている。

今後の研究の推進方策

H29年度中にメンバー全員が集まり、これまでの成果を俯瞰し総括する。そして、世界の中での我々の研究の進展状況・位置を明確にする。それに基づいて、今後の方向性を議論する。

  • 研究成果

    (27件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 7件、 査読あり 11件、 謝辞記載あり 11件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 9件、 招待講演 9件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Lancaster/University of Portsmouth/University of London, Queen Mary(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      University of Lancaster/University of Portsmouth/University of London, Queen Mary
    • 他の機関数
      2
  • [国際共同研究] Chinese Academy of Science/Hong Kong U of Science and Technology(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      Chinese Academy of Science/Hong Kong U of Science and Technology
  • [国際共同研究] University of California, Berkeley/Stanford University/University of Chicago(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of California, Berkeley/Stanford University/University of Chicago
    • 他の機関数
      3
  • [国際共同研究] University of Paris 7/University of Tours(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      University of Paris 7/University of Tours
  • [国際共同研究] APCTP/POSTECH/Institute for Basic Science(韓国)

    • 国名
      韓国
    • 外国機関名
      APCTP/POSTECH/Institute for Basic Science
  • [国際共同研究]

    • 他の国数
      5
  • [雑誌論文] Vacuum State of the Dirac Field in de Sitter Space and Entanglement Entropy2017

    • 著者名/発表者名
      Sugumi Kanno, Misao Sasaki, Takahiro Tanaka
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics (JHEP)

      巻: 1703 ページ: 068

    • DOI

      10.1007/JHEP03(2017)068

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Consistency relation and inflaton field redefinition in the delta N formalism2017

    • 著者名/発表者名
      Guillem Domenech, Jinn-Ouk Gong, Misao Sasaki
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 769 ページ: 413,417

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2017.04.014

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Strongly scale-dependent CMB dipolar asymmetry from super-curvature fluctuations2016

    • 著者名/発表者名
      Christian Byrnes, Guillem Domenech, Misao Sasaki, Tomo Takahashi
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (JCAP)

      巻: 1612 ページ: 020

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2016/12/020

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Global adiabaticity and non-Gaussianity consistency condition2016

    • 著者名/発表者名
      Antonio Enea Romano (Antioquia U. & Kyoto U., Yukawa Inst., Kyoto), Sander Mooij (Chile U., Beauchef), Misao Sasaki
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 761 ページ: 119, 124

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2016.08.025

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Primordial Black Hole Scenario for the Gravitational-Wave Event GW1509142016

    • 著者名/発表者名
      Misao Sasaki, Teruaki Suyama, Takahiro Tanaka, Shuichiro Yokoyama
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 117 ページ: 061101

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.117.061101

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Nonlocal N=1 supersymmetry2016

    • 著者名/発表者名
      Tetsuji Kimura, Anupam Mazumdar, Toshifumi Noumi, Masahide Yamaguchi
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics (JHEP)

      巻: 1610 ページ: 022

    • DOI

      10.1007/JHEP10(2016)022

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Supermassive black holes formed by direct collapse of inflationary perturbations2016

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Nakama, Teruaki Suyama, Jun'ichi Yokoyama
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 94 ページ: 103522

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.94.103522

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Constraining equilateral-type primordial non-Gaussianities from imaging surveys2016

    • 著者名/発表者名
      Ichihiko Hashimoto, Shuntaro Mizuno, Shuichiro Yokoyama
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 94 ページ: 043532

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.94.043532

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Electroweak Vacuum Stabilized by Moduli during/after Inflation2016

    • 著者名/発表者名
      Yohei Ema, Kyohei Mukaida, Kazunori Nakayama
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 761 ページ: 419,423

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2016.08.046

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fermionic Schwinger effect and induced current in de Sitter space2016

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Hayashinaka, Tomohiro Fujita, Jun'ichi Yokoyama
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (JCAP)

      巻: 1607 ページ: 010

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2016/07/010

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Late-time quantum backreaction of a very light nonminimally coupled scalar2016

    • 著者名/発表者名
      Drazen Glavan, Tomislav Prokopec, Tomo Takahashi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 94 ページ: 084053

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.94.084053

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Signatures from inflationary massive gravity2017

    • 著者名/発表者名
      Misao Sasaki
    • 学会等名
      Testing Gravity 2017
    • 発表場所
      Vancouver, Canada
    • 年月日
      2017-01-27 – 2017-01-27
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Gravitational waves as a probe of physics beyond the standard model2017

    • 著者名/発表者名
      Kazunori Nakayama
    • 学会等名
      Physics in LHC and the early Universe
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2017-01-10 – 2017-01-10
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Primordial Black Hole Scenario for the Gravitational-Wave Event GW1509142017

    • 著者名/発表者名
      Teruaki Suyama
    • 学会等名
      Workshop on primordial black hole, Academia Sinica
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2017-01-06 – 2017-01-06
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Inflation and Beyond2016

    • 著者名/発表者名
      Misao Sasaki
    • 学会等名
      NCTS Annual Theory Meeting 2016: Particles, Cosmology and String
    • 発表場所
      Hsinchu, Taiwan
    • 年月日
      2016-12-07 – 2016-12-07
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Inflation2016

    • 著者名/発表者名
      Misao Sasaki
    • 学会等名
      The 13th International Symposium on Cosmology and Particle Astrophysics (CosPA 2016)
    • 発表場所
      Sydney, Australia
    • 年月日
      2016-11-30 – 2016-11-30
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] How can we probe inflation and the origin of density fluctuations?2016

    • 著者名/発表者名
      Tomo Takahashi
    • 学会等名
      The 26th Workshop on General Relativity and Gravitation (JGRG 26)
    • 発表場所
      Osaka, Japan
    • 年月日
      2016-10-27 – 2016-10-27
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Inflationary Magnetogenesis with Broken Local U(1) Symmetr2016

    • 著者名/発表者名
      Misao Sasaki
    • 学会等名
      IF-YITP GR+HEP+Cosmo International Symposium VI
    • 発表場所
      Phitsanulok, Thailand
    • 年月日
      2016-08-05 – 2016-08-05
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] SUSY inflation? What else?'2016

    • 著者名/発表者名
      Jun'ichi Yokoyama
    • 学会等名
      The 24th International Conference on Supersymmetry and Unification of Fundamental Interactions (SUSY 2016)
    • 発表場所
      Melborne, Australia
    • 年月日
      2016-07-06 – 2016-07-06
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Inflationary Cosmology: present status and future issues2016

    • 著者名/発表者名
      Misao Sasaki
    • 学会等名
      2016 Annual Meeting of the Chinese Physical Society, Division of Gravitation and Relativistic Astrophysics
    • 発表場所
      Changsha, China
    • 年月日
      2016-06-29 – 2016-06-29
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 加速宇宙ーインフレーション

    • URL

      http://www2.yukawa.kyoto-u.ac.jp/~accel_a01/index.html

URL: 

公開日: 2018-01-16   更新日: 2022-10-14  

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