超対称性と宇宙論

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10209206
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 川崎 雅裕 東京大学, 大学院・理学系研究科, 教授 (50202031)
• 研究分担者: 横山 順一 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (50212303)
• キーワード: インフレーション宇宙 / 超重力理論 / 超対称性

研究概要

素粒子の標準モデルを超対称性化した理論では「Qボール」というノントポロジカル・ソリトンが存在することが知られている。Qボールは一般にバリオン数を持ち、安定であれば宇宙のダークマターと物質・反物質の非対称性の起源という宇宙論の大きな問題を一度に解決する可能性があることで注目を集めている。今年度は、このQボールの宇宙論的な生成を研究した。Qボールを作るスカラー場としてはアフレック・ダイン場を考え、インフレーション中に大きな期待値を持ったアフレック・ダイン場が振動を始めるときにQボールができるかどうかを3次元格子シミュレーションを用いて調べた。その結果、実際に大きなバリオン数を持ったQボールができることを確かめ、Qボールの持つバリオン数と初期条件の関係を明らかにした。また、Qボールが宇宙のバリオン数とダークマターの両方を説明するために要求される条件やQボールが実験によって検出される可能性を議論した。(川崎)
研究課題であるインフレーション宇宙論に於ける密度揺らぎの生成について、以下のような研究を行った。従来の密度揺らぎの振幅を与える公式では、インフレーションを起こす場がスローロール近似の運動方程式を満たすと仮定されており、その仮定が満たされない場合には、揺らぎの振幅が発散してしまうが、このような場合にも適用できる正しい解析を行うことにより、より一般的な公式を与えた。また、超重力理論において一般的な初期条件から実現し得るニューインフレーションモデルを提唱した。(横山)

研究成果

• [文献書誌] M.Kawasaki,M.Yamaguchi,T.Yanagida: "Natural Chaotic Inflation in Supergravity"Physical Review Letters. 85. 3572-3575 (2000)
• [文献書誌] T.Kanazawa,M.Kawasaki,T.Yanagida: "Double inflation in supergravity and the primordial black hole formation"Physics Letters. B482. 173-182 (2000)
• [文献書誌] S.Kasuya,M.Kawasaki: "A New Type of Stable Q-balls in the gauge-mediated SUSY Breaking"Physical Review Letters. 85. 2677-2680 (2000)
• [文献書誌] O.Seto,J.Yokoyama,H.Kodama: "What happens when the inflaton stops during inflation"Physical Review. D61. 103504-1-7 (2000)
• [文献書誌] J.Yokoyama: "Inflation and the dwarf galaxy problem"Physical Review. D62. 123509-1-6 (2000)
• [文献書誌] M.Yamaguchi,J.Yokoyama: "New inflation in supergravity with a chaotic initial condition"Physical Review. D63. 043506-1-5 (2000)