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素粒子及び重力理論の分野の大きな課題である、重力の量子論とその物理的な帰結について研究を行いました。その有力な候補である超弦理論は高い次元で定義されているので、それを物理的に解釈するには余分な次元をコンパクト化する必要があります。本研究計画では、超弦理論の有効相互作用である超重力理論による4次元時空を与えるような時間に依存したインフレーション解を系統的に調べ現実的な模型を得る可能性を調べると同時に、超対称性を持つ時間に依存した解により、ビッグバン特異点を量子論的に記述する可能性を明らかにしました。また超弦理論に関連したいくつかの高次元ブラックホールの性質を解明しました。その現実的な応用として宇宙論との接点を探しました。具体的な研究内容とその成果は以下の通りです。
1.超弦理論は高い次元で定義されており、それを記述するのに役立つ低エネルギー有効作用は超重力理論で与えられます。私は、ブラックホールのホライズンが変形した球面になっている大変面白く新しいクラスの解の質量や熱力学的性質を詳しく調べました。これは学術雑誌Physical Review Dに掲載されています。
2.超弦理論からインフレーション解を出そうとしても、種々の困難があることが知られています。私は、単純な超弦理論の有効理論に、高次の量子補正が加わった場合を系統的に調べ、そこにインフレーション解があることを見いだし、超弦理論の困難を解決する道筋を示しました。これは学術誌Physical Review Dに掲載されています。
3.また、超新星爆発のデータを用いて、宇宙の現在の加速膨張を引き起こしているダークエネルギーを作り出している物質のポテンシャルを直接求める一般的方法を開発し、その結果として得られるポテンシャルを求めました。この成果はすでに学術論文として書き、学術雑誌Modern Physics Letters Aに掲載されています。
4.超弦理論の解として時間に依存し超対称性を持つ解を系統的に求め、これらの解が宇宙初期のビッグバン特異点を回避できることを示すとともに、そこで物理的描像が得られるかを議論しました。この結果は学術誌Physics Letters BおよびProgress of Theoretical Physicsに掲載されています。
その他、時間に依存した解の構成と応用に関して、種々の成果を得ました。
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