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2018 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
研究機関東京大学

研究代表者

佐々木 節  東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 特任教授 (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, 理工学部, 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 / 重力波 / 原始ブラックホール / 原始磁場 / 原始非ガウス性
研究実績の概要

H30年度は,昨年度までに得られた,様々なクラスのインフレーション宇宙モデルの性質や予言についての新しい知見の本質を明らかにすべく研究を進めた。以下はその主な成果である。
佐々木は,長波長揺らぎの持つ非ガウス性をデルタN形式で再現することに成功し,デルタN形式の有用性をさらに高めた。また,素粒子論で問題となっているインフレーション宇宙でのヒッグス場の不安定性が,暗黒エネルギーとの相互作用で回避でき,それが最近注目されている弦理論のSwanpland仮説と整合的であることを示した。須山は,時間高階微分を含む理論でそれに起因するゴーストが出現しないための条件(縮退条件)をハミルトン解析により導出した。小林は,そうした一般的な縮退高階スカラー・テンソル理論の枠組みで,GW170817による観測的制限を満たす理論の相対論的天体の数値解を初めて構成した。山口は,重力の自由度によって誘起される新自由度を発見し,それに基づいた新たなスカラー・テンソル理論を提唱した。横山(順)はインフレーション後の再加熱が重力的粒子生成による場合を考察し,暗黒物質を重力的に生成するモデルを構築した。高橋は将来の21㎝等の観測における原始非ガウス性の決定精度を調べ,現在の観測より格段にその精度が向上することを示した。横山(修)は,重力レンズやパルサータイミングアレイ等による宇宙初期揺らぎに対する観測的制限に関する研究を行い,原始ブラックホールや重力波,原始磁場等に関する新たな制限を得た。

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

本計画研究班が目指す研究もメンバー各自でそれぞれ順調に成果をあげており,他の計画研究班との連携も概ね順調に行われている。

今後の研究の推進方策

今後もこれまでの成果の下に,様々なインフレーション宇宙理論のより本質的な理解とそれらを検証するための観測的予言を追求し,初期宇宙から現在までの一貫した宇宙進化の描像の構築を目指す。

  • 研究成果

    (65件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (22件) (うち国際共著 3件、 査読あり 22件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (33件) (うち国際学会 28件、 招待講演 33件) 図書 (1件) 備考 (1件) 学会・シンポジウム開催 (2件)

  • [国際共同研究] マギル大学(カナダ)

    • 国名
      カナダ
    • 外国機関名
      マギル大学
  • [国際共同研究] 中山大学/中国科学院/中国科学技術大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      中山大学/中国科学院/中国科学技術大学
  • [国際共同研究] ランダウ研究所(ロシア連邦)

    • 国名
      ロシア連邦
    • 外国機関名
      ランダウ研究所
  • [国際共同研究] カルフォルニア大学デービス校(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      カルフォルニア大学デービス校
  • [国際共同研究] 基礎科学研究所(イラン)

    • 国名
      イラン
    • 外国機関名
      基礎科学研究所
  • [国際共同研究]

    • 他の国数
      4
  • [雑誌論文] Quintessence Saves Higgs Instability2019

    • 著者名/発表者名
      Han, Chengcheng and Pi, Shi and Sasaki, Misao
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 791 ページ: 314-318

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2019.02.037

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Probing primordial non-Gaussianity with 21 cm fluctuations from minihalos2019

    • 著者名/発表者名
      Sekiguchi, Toyokazu and Takahashi, Tomo and Tashiro, Hiroyuki and Yokoyama, Shuichiro
    • 雑誌名

      JCAP

      巻: 1902 ページ: 33

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2019/02/033

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Constraints on Earth-mass primordial black holes from OGLE 5-year microlensing events2019

    • 著者名/発表者名
      Niikura, Hiroko and Takada, Masahiro and Yokoyama, Shuichiro and Sumi, Takahiro and Masaki, Shogo
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 99 ページ: 83503

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.99.083503

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Higher derivative scalar-tensor theory through a non-dynamical scalar field2019

    • 著者名/発表者名
      Xian Gao, Masahide Yamaguchi, and Daisuke Yoshida
    • 雑誌名

      JCAP

      巻: 1903 ページ: 18

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2019/03/006

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Anomalous Discrete Flavor Symmetry and Domain Wall Problem2019

    • 著者名/発表者名
      S.Chigusa, K.Nakayama
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 788 ページ: 249-255

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2018.11.027

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Stochastic Gravitational Waves from Particle Origin2019

    • 著者名/発表者名
      K.Nakayama, Y.Tang
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 788 ページ: 341-346

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2018.11.023

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Flavon Stabilization in Models with Discrete Flavor Symmetry2019

    • 著者名/発表者名
      S.Chigusa, S.Kasuya, K.Nakayama
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 788 ページ: 494-499

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2018.11.051

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Revisiting the Number-Theory Dark Matter Scenario and the Weak Gravity Conjecture2019

    • 著者名/発表者名
      K.Nakayama, F.Takahashi, T.T.Yanagida
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 790 ページ: 218-224

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2019.01.013

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Moduli Oscillation Induced by Reheating2019

    • 著者名/発表者名
      D.Hagihara, K.Hamaguchi, K.Nakayama
    • 雑誌名

      JCAP

      巻: 1903 ページ: 24

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2019/03/024

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Single-field consistency relation and delta N-formalism2018

    • 著者名/発表者名
      Abolhasani, Ali Akbar and Sasaki, Misao
    • 雑誌名

      JCAP

      巻: 1808 ページ: 25

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2018/08/02

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Are redshift-space distortions actually a probe of growth of structure?2018

    • 著者名/発表者名
      Kimura, Rampei and Suyama, Teruaki and Yamaguchi, Masahide and Yamauchi, Daisuke and Yokoyama, Shuichiro
    • 雑誌名

      PASJ

      巻: 70 ページ: L5

    • DOI

      10.1093/pasj/psy083

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Statistically Anisotropic Tensor Modes from Inflation2018

    • 著者名/発表者名
      Fujita, Tomohiro and Obata, Ippei and Tanaka, Takahiro and Yokoyama, Shuichiro
    • 雑誌名

      JCAP

      巻: 1807 ページ: 23

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2018/07/023

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Matter bispectrum beyond Horndeski theories2018

    • 著者名/発表者名
      Hirano, Shin'ichi and Kobayashi, Tsutomu and Tashiro, Hiroyuki and Yokoyama, Shuichiro
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 97 ページ: 103517

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.97.103517

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Limits on primordial magnetic fields from direct detection experiments of gravitational wave background2018

    • 著者名/発表者名
      Saga, Shohei and Tashiro, Hiroyuki and Yokoyama, Shuichiro
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 98 ページ: 83518

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.98.083518

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hunting for Statistical Anisotropy in Tensor Modes with B-mode Observations2018

    • 著者名/発表者名
      Hiramatsu, Takashi and Yokoyama, Shuichiro and Fujita, Tomohiro and Obata, Ippei
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 98 ページ: 83522

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.98.083522

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sneutrinos as mixed inflaton and curvaton2018

    • 著者名/発表者名
      Haba, Naoyuki, and Yamada, Toshifumi and Takahashi, Tomo
    • 雑誌名

      JCAP

      巻: 1806 ページ: 11

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2018/06/011

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Back-Reaction of Gravitational Waves Revisited2018

    • 著者名/発表者名
      Brandenberger, Robert and Takahashi, Tomo
    • 雑誌名

      JCAP

      巻: 1807 ページ: 40

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2018/07/040

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Impact of EDGES 21-cm global signal on the primordial power spectrum2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshiura, Shintaro and Takahashi, Keitaro and Takahashi, Tomo
    • 雑誌名

      Physical Reivew D

      巻: 98 ページ: 63529

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.98.063529

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Probing the Universe through the Stochastic Gravitational Wave Background2018

    • 著者名/発表者名
      Kuroyanagi, Sachiko and Chiba, Takeshi and Takahashi, Tomo
    • 雑誌名

      JCAP

      巻: 1811 ページ: 38

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2018/11/038

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Supersymmetric Flaxion2018

    • 著者名/発表者名
      Y.Ema, D.Hagihara, K.Hamaguchi, T.Moroi, K.Nakayama
    • 雑誌名

      JHEP

      巻: 1804 ページ: 94

    • DOI

      10.1007/JHEP04(2018)094

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Production of Purely Gravitational Dark Matter2018

    • 著者名/発表者名
      Y.Ema, K.Nakayama, Y.Tang
    • 雑誌名

      JHEP

      巻: 1809 ページ: 135

    • DOI

      10.1007/JHEP09(2018)135

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Axion-photon conversion and effects on 21 cm observation,2018

    • 著者名/発表者名
      T.Moroi, K.Nakayama, Y.Tang
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 788 ページ: 301-305

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2018.07.002

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Induced GWs and PBHs from large scalar curvature perturbation2019

    • 著者名/発表者名
      Misao Sasaki
    • 学会等名
      ASC seminar
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Inflationary cosmology and Primoridal Black Holes2019

    • 著者名/発表者名
      Misao Sasaki
    • 学会等名
      special lectures
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 宇宙論の諸問題とSKA2019

    • 著者名/発表者名
      横山修一郎
    • 学会等名
      「銀河進化と遠方宇宙」2019(第五回)
    • 招待講演
  • [学会発表] Higher derivative scalar-tensor theory through a non-dynamical scalar field2019

    • 著者名/発表者名
      Masahide Yamaguchi
    • 学会等名
      The 2nd NRF-JSPS workshop in particle physics,The 2nd NRF-JSPS workshop in particle physics, cosmology and gravitation
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Probing ultralight scalar field dark matter with GW interferometers2019

    • 著者名/発表者名
      Teruaki Suyama
    • 学会等名
      The 2nd Korea-Japan bilateral workshop on String Axion Cosmology
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Primordial black holes - perspectives in gravitaitonal wave astronomy-2019

    • 著者名/発表者名
      Teruaki Suyama
    • 学会等名
      FAPESP-JSPS Workshop on dark energy, dark matter, and galaxies
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Primordial black holes and gravitational waves2019

    • 著者名/発表者名
      Teruaki Suyama
    • 学会等名
      International KEK-Cosmo and APCosPA Winter School 2019
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Primordial Black Holes2018

    • 著者名/発表者名
      Sasaki, Misao
    • 学会等名
      The 14th international workshop on the Dark Side of the Universe (DSU 2018)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Scalaron as a heavy field and PBH formation2018

    • 著者名/発表者名
      Misao Sasaki
    • 学会等名
      Primordial versus Astrophysical Origin of Black Holes
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Scalaron as a heavy field and PBH formation2018

    • 著者名/発表者名
      Misao Sasaki
    • 学会等名
      Physics Colloquium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Scalaron as a heavy field and PBH formation2018

    • 著者名/発表者名
      Misao Sasaki
    • 学会等名
      String Phenomenology 2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] relativistic cosmology2018

    • 著者名/発表者名
      Misao Sasaki
    • 学会等名
      Vietnam School of Astrophysics (VSOA2018)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Scalaron as a heavy field and PBH formation2018

    • 著者名/発表者名
      Misao Sasaki
    • 学会等名
      5th Korea-Japan Workshop on Dark Energy
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Scalaron as a heavy field and PBH formation2018

    • 著者名/発表者名
      Misao Sasaki
    • 学会等名
      ASC seminar
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Scalaron as a heavy field and PBH formation2018

    • 著者名/発表者名
      Misao Sasaki
    • 学会等名
      Cosmology Frontier in Particle Physics
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] gravitational wave cosmology2018

    • 著者名/発表者名
      Misao Sasaki
    • 学会等名
      ASIAA Colloquium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Primordial Black Holes as CDM2018

    • 著者名/発表者名
      Misao Sasaki
    • 学会等名
      The 4th CosKASI-ICG-NAOC-YITP Joint Workshop on Frontier of Cosmology
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Inflationary Scenario for PBHs as CDM2018

    • 著者名/発表者名
      Misao Sasaki
    • 学会等名
      International Symposium on Cosmology and Particle Astrophysics (CosPA 2018)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] PBHs from inflation and GWs2018

    • 著者名/発表者名
      Misao Sasaki
    • 学会等名
      Testing Gravity 2019
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 暗黒物質としての原始ブラックホールと重力波直接観測2018

    • 著者名/発表者名
      横山修一郎
    • 学会等名
      第17回DECIGOワークショップ
    • 招待講演
  • [学会発表] A new constraint on PBH abundance and its implications2018

    • 著者名/発表者名
      Shuichiro Yokoyama
    • 学会等名
      The 2nd NRF-JSPS workshop in particle physics, cosmology and gravitation
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Clustering of primordial black holes2018

    • 著者名/発表者名
      Shuichiro Yokoyama
    • 学会等名
      The 2nd Korea-Japan bilateral workshop on String Axion Cosmology
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dark energy - related activities in observational cosmology group, Nagoya University2018

    • 著者名/発表者名
      Shuichiro Yokoyama
    • 学会等名
      The 4th KMI International Symposium (KMI2019)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Probing the early Universe: Perspectives from current and future cosmological observations2018

    • 著者名/発表者名
      高橋智
    • 学会等名
      第7回観測論的宇宙論ワークショップ
    • 招待講演
  • [学会発表] Higher derivative scalar-tensor theory with a spacelike scalar field2018

    • 著者名/発表者名
      Masahide Yamaguchi
    • 学会等名
      Modern aspects of gravity and cosmology 2018 -- Orsay
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Reheating and spontaneous cogenesis after G-inflation2018

    • 著者名/発表者名
      Jun'ichi Yokoyama
    • 学会等名
      Joint Canada Asia Pacific Conference on General Relativity and Relativistic Astrophysics
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Approaches to inflationary cosmology2018

    • 著者名/発表者名
      Jun'ichi Yokoyama
    • 学会等名
      Summer School at Democritos Institute
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Self-anisotropizing inflationary universe in Horndeski theory and beyond2018

    • 著者名/発表者名
      Jun'ichi Yokoyama
    • 学会等名
      7th International Conference on New Frontiers in Physics (ICNFP2018)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Micro black hole remnant and Planckian interacting dark matter2018

    • 著者名/発表者名
      Jun'ichi Yokoyama
    • 学会等名
      CosPA2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] インフレーションからキネーション時の重力的ダークマター生成2018

    • 著者名/発表者名
      横山順一
    • 学会等名
      インフレーション小研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] Testing a primordial black hole hypothesis by merger distribution in mass plane2018

    • 著者名/発表者名
      Teruaki Suyama
    • 学会等名
      Essential next steps for gravity and cosmology
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 一般相対論とその拡張2018

    • 著者名/発表者名
      小林努
    • 学会等名
      第 31 回理論懇シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] Scalar-tensor theories after GW170817 and relativistic stars in DHOST2018

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Kobayashi
    • 学会等名
      MOGRA2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] DeltaN formalism in cosmological perturbation theory2019

    • 著者名/発表者名
      Ali Akbar Abolhasani, Hassan Firouzhahi, Atsushi Naruko, Misao Sasaki
    • 総ページ数
      173
    • 出版者
      World Scientific
    • ISBN
      978-981-3238-75-6
  • [備考] 加速宇宙A01インフレーション

    • URL

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

  • [学会・シンポジウム開催] Accelerationg Universe in the Dark2019

  • [学会・シンポジウム開催] The 28th workshop on general relativity and gravitation in Japan (JGRG28)2018

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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