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2017 年度 実績報告書

物質反物質非対称性の起源と暗黒物質およびインフレーション理論に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 16J02529
研究機関東北大学

研究代表者

山田 將樹  東北大学, 理学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2019-03-31
キーワードインフレーション / ランドスケープ / 超弦理論
研究実績の概要

インフレーション理論は地平線問題や平坦性問題などの宇宙論的な諸問題の解決や、宇宙の構造形成の種の生成などの成功を収め、観測的にも確かな理論である。インフレーションのモデルには様々なものが提案されてきているが、本研究では理論的に他のモチベーションのあるモデルにのみ注目した。特に、超弦理論やその低エネルギー有効理論である超重力理論において自然に実現されるモデルに注目して研究を行った。
超弦理論の低エネルギー有効理論においては、モジュライと呼ばれる軽いスカラー場がO(100)個現れることが知られており、これを用いてインフレーションを引き起こすことができる。このモジュライのポテンシャルは、場の個数が大量にあることから、大数の法則によってガウス性をもつ相関関数によってモデル化されることが期待される。このポテンシャルの統計的性質をで詳細に調べたことにより、垂直方向のスカラー場の質量がインフレーションのエネルギースケールよりも大きくなる条件を明らかにし、自然なパラメータの範囲ではゆらぎの非ガウス性や等曲率揺らぎの値が無視できることを示した。また、ガウス性を持つ相関関数から具体的なポテンシャルの形をランダムに生成する方法を提案した。これによって生成されたポテンシャルを用いて擬真空間のトンネル効果やインフラトンのダイナミクスを解析した結果、複雑な多次元のポテンシャルを用いてもインフレーションの予言は1次元の場合と同様であることを示した。さらに、我々の宇宙の曲率揺らぎの振幅の観測値を自然に再現するためには超対称性の破れのエネルギースケールの値に対して条件がつくことを示した。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 4件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] Tufts University(U.S.A.)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Tufts University
  • [雑誌論文] Adiabatic suppression of the axion abundance and isocurvature due to coupling to hidden monopoles,2018

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Kawasaki, Fuminobu Takahashi, Masaki Yamada
    • 雑誌名

      JHEP

      巻: 01 ページ: 該当なし

    • DOI

      10.1007/JHEP01(2018)053

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Inflation in Random Landscapes with two energy scales2018

    • 著者名/発表者名
      J. J. Blanco-Pillado, Alexander Vilenkin, Masaki Yamada
    • 雑誌名

      JHEP

      巻: 02 ページ: 該当なし

    • DOI

      10.1007/JHEP02(2018)130

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Hessian eigenvalue distribution in a random Gaussian landscape2018

    • 著者名/発表者名
      Alexander Vilenkin, Masaki Yamada
    • 雑誌名

      JHEP

      巻: 03 ページ: 該当なし

    • DOI

      10.1007/JHEP03(2018)029

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Initial conditions for slow-roll inflation in a random Gaussian landscape2017

    • 著者名/発表者名
      Ali Masoumi, Alexander Vilenkin, Masaki Yamada
    • 雑誌名

      JCAP

      巻: 07 ページ: 該当なし

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2017/07/003

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] False Vacuum Decay Catalyzed by Black Holes2017

    • 著者名/発表者名
      Kyohei Mukaida, Masaki Yamada
    • 雑誌名

      Phys. Rev. D

      巻: 96 ページ: 該当なし

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.96.103514

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inflation in multi-field random Gaussian landscapes2017

    • 著者名/発表者名
      Ali Masoumi, Alexander Vilenkin, Masaki Yamada
    • 雑誌名

      JCAP

      巻: 12 ページ: 該当なし

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2017/12/035

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Entanglement Entropy and Decoupling in the Universe2017

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Nakai, Noburo Shiba, Masaki Yamada
    • 雑誌名

      Phys. Rev. D

      巻: 96 ページ: 該当なし

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.96.123518

    • 査読あり
  • [学会発表] Inflation in random Gaussian landscapes2018

    • 著者名/発表者名
      Masaki Yamada
    • 学会等名
      Northeast cosmology workshop
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Entanglement Entropy and Decoupling in the Universe2017

    • 著者名/発表者名
      Masaki Yamada
    • 学会等名
      Workshop on Beyond Standard Model and the Early Universe
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-12-17  

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