原初磁場を考慮した複合ビッグバン元素合成モデルの展開

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16K20927
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理; 天文学
• 研究機関: 茨城大学
• 研究代表者: 山崎 大 茨城大学, 全学教育機構, 准教授 (90531822)
• 研究協力者: 梶野 敏貴 ; 日下部 元彦 ; Mathews Grant. J. ; Cheoun Myung-Ki
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 原初磁場 / ビッグバン元素合成 / 宇宙背景放射 / 大規模構造形成 / 弱レンズ効果

研究成果の概要

(1)正しく原初磁場のエネルギー密度を考慮したモデルの導入により、銀河団より大きい角度スケールの比較的精度の高い観測データが使用可能になり、原初磁場をより強く制限できることを示した。
(2)原初磁場のパワースペクトル指数が-1.5以下の線形摂動が優勢の領域と, -1.5以上の原初磁場のエネルギー密度が優勢の領域が等価でないことが分かった.
(3)物理学的整合性を統計的に検証するために、一つのパラメータの組に対し、ビッグバン元素合成, 宇宙背景放射および物質密度場の理論値を同時に計算し、パラメータを制限するためのプログラムコードの開発を推進した。

自由記述の分野

宇宙論

研究成果の学術的意義や社会的意義

宇宙論及び天体物理学における磁場、ダークマターおよびビッグバン元素合成に起源をもつ軽元素の役割は多彩であり、宇宙全体の構造・天体形成・進化の研究方針を左右する重要な要素である。当研究により、原初磁場やダークマター候補のX粒子と光子冷却の理論研究を進め、ビッグバン元素合成を正しく再構築できれば、宇宙の構造や天体形成から我々の身の回りを形作る元素組成の決定にいたるまで、幅広い研究分野の発展に貢献できる。