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2016 年度 実施状況報告書

3つの系統的アプローチの有機的な組み合わせによる様々な重力理論の検証

研究課題

研究課題/領域番号 16K05362
研究機関早稲田大学

研究代表者

前田 恵一  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (70199610)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード重力理論 / ダークエネルギー / 宇宙論 / インフレーション / 素粒子統一理論
研究実績の概要

アインシュタインが一般相対性理論を発表して100年以上になるが,その間,多くの実験・観測によりその理論の正しさは年々確かめられてきている。それにもかかわらずダークエネルギーなどの宇宙論の新しい謎やミクロ・スケールでの重力の基本的問題などを解決しようと,次々と新しい重力理論が提唱されている。どの重力理論が本当に正しいかを判断するには,個々の重力理論をひとつひとつ検証していくより, 提唱されている理論を系統的な方法で解析するのがより効率的で,適切であると考える。本研究では3つの系統的な手法([I] 有効理論的アプローチ、[II] 基礎理論的アプローチ、[III] 一般相対論的アプローチ)を提案し,その手法を有機的に組み合わせ, 宇宙の加速膨張の説明やインフレーションモデルの適否などの総合的な観点から様々な重力理論の検証を行う。

初年度の2016年度は、[II]の基礎理論に基づくこれまでのモデルの再解析を行うことから始めた。(I) インフレーションに関しては、素粒子標準理論を基礎にしたヒッグス・インフレーションの再解析を行い、従来の2つのモデルの組み合わせたハイブリッド・ヒッグス・インフレーションを提唱した。その解析法としては、[III]の一般相対論的アプローチを用いるため、disformal変換によりアインシュタイン重力の形に書き換えることで解析を行った。このモデルは、計画されている観測計画でスカラー・テンソル比(r)が発見された場合には、観測に合うモデルを与える。(II) ダークエネルギー問題に関しては、素粒子統一理論の現象論的モデルと考えられているDBI理論を拡張したD-BIonicモデルを解析し、物質との結合を考えることで宇宙の加速膨張だけでなくダークマター量との比(coincidence problem)も説明可能であることを示した。

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

3つの系統的な手法のうち[II] (基礎理論的アプローチ)と[III] (一般相対論的アプローチ)の有機的な組み合わせによる研究成果を得たこと、また、学術論文を5報出版し、2回の国際研究集会でも招待講演としてその成果を発表していることなどから、当初の予定通り研究がうまく進んでいることを示している。

今後の研究の推進方策

基本的にはこれまで計画していたとおりに研究を進める。但し、2016年度は9月の学内の業務が忙しく予定していた長期の海外出張を取りやめたが、次年年は当初計画していたGibbons教授達との議論をするため、3週間程度ケンブリッジ大学への研究出張を行う予定である。
また、[I]の有効理論的アプローチに関してはその手法も含め、本年度から具体的な研究をスタートする。

次年度使用額が生じた理由

今年度は9月の学内の業務が忙しく当初計画していた長期の海外出張を取りやめ、次年度に回したため。

次年度使用額の使用計画

Gibbons教授達との議論をするため、3週間程度ケンブリッジ大学への研究出張を行う予定である。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Cosmological Dynamics of D-BIonic and DBI Scalar Field and Coincidence Problem of Dark Energy2017

    • 著者名/発表者名
      Sirachak Panpanich, Kei-ichi Maeda, Shuntaro Mizuno
    • 雑誌名

      Physical Review

      巻: D ページ: 印刷中

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] AdS Monopole Black Hole and Phase Transition2016

    • 著者名/発表者名
      Shoichiro Miyashita, Kei-ichi Maeda
    • 雑誌名

      Physical Review

      巻: D94 ページ: no.12, 124037

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.94.124037

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Gravitational Baryogenesis after Anisotropic Inflation2016

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiro Fukushima, Shuntaro Mizuno , Kei-ichi Maeda
    • 雑誌名

      Physical Review

      巻: D93 ページ: no.10, 103513

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.93.103513

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Dynamical angled brane2016

    • 著者名/発表者名
      Kei-ichi Maeda, Kunihito Uzawa
    • 雑誌名

      Physical Review

      巻: D94 ページ: no.12, 126016

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.94.126016

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Relativistic stars in bigravity theory2016

    • 著者名/発表者名
      Katsuki Aoki, Kei-ichi Maeda, Makoto Tanabe
    • 雑誌名

      Physical Review

      巻: D93 ページ: no.6, 064054

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.93.064054

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 漸近的AdS時空における非可換BHの熱力学2017

    • 著者名/発表者名
      宮下翔一郎, 前田恵一
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-20
  • [学会発表] AdS black hole as leaking chaotic billiard systems2017

    • 著者名/発表者名
      星野悠一郎, 前田恵一
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-20
  • [学会発表] Multi T-model Inflation2017

    • 著者名/発表者名
      戸塚良太, 前田恵一, 水野俊太郎
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-18
  • [学会発表] スペース重力波アンテナDECIGO計画(78):DECIGO/B-DECIGOの概要2017

    • 著者名/発表者名
      安東正樹他
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回年次大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-18
  • [学会発表] Dynamical angled brane2016

    • 著者名/発表者名
      前田恵一, 鵜沢報仁
    • 学会等名
      日本物理学会「秋季大会」
    • 発表場所
      宮崎大学
    • 年月日
      2016-09-22
  • [学会発表] Hybrid Higgs Inflation2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤星雅, 前田恵一, Richard Easther, Nathan Musoke
    • 学会等名
      日本物理学会「秋季大会」
    • 発表場所
      宮崎大学
    • 年月日
      2016-09-21
  • [学会発表] スペース重力波アンテナDECIGO計画(73):概要2016

    • 著者名/発表者名
      安東正樹他
    • 学会等名
      日本物理学会「秋季大会」
    • 発表場所
      宮崎大学
    • 年月日
      2016-09-14
  • [学会発表] Chaotic dynamics of a classical string on AdS black hole spacetime2016

    • 著者名/発表者名
      Kei-ichi Maeda
    • 学会等名
      Black Hole New Horizonsn
    • 発表場所
      CMO(Oaxaca), Mexico
    • 年月日
      2016-05-16
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The Use of Disformal Transformation2016

    • 著者名/発表者名
      Kei-ichi Maeda
    • 学会等名
      3rd Korea-Japan Workshop on Dark Energy
    • 発表場所
      Daejeon, Korea
    • 年月日
      2016-04-04
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-01-16  

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