2019 年度研究成果報告書

重力子の質量の起源と宇宙論

研究課題

PDF

研究課題/領域番号	17K14276
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
研究機関	早稲田大学 (2018-2019) 東京工業大学 (2017)
研究代表者	木村蘭平早稲田大学, 高等研究所, 講師(任期付) (70785310)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード	宇宙論 / 重力理論 / ダークエネルギー
研究成果の概要	本研究では新たな重力子の質量項を構築することに成功しました。まずは平坦時空周りのspin-2の粒子の一般的な作用がどのように与えられるかを明らかにしました。その結果、Fierz-Pauli以外の質量項がゴースト不安定性なしで構築できることを明らかにしました。さらに、Stuckelberg場の並進対称性を破ることで、Einstien-Hilbert項がStuckelberg場と非最小結合を持つこと、そして、相殺項が必要となることを明らかにしました。さらにそれに加え、Boulware-Daserゴーストが現れない重力子の質量項が2パターン存在することを示しました。
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	これまでの有質量の重力子は宇宙論背景時空において不安定であることが知られていました。しかし、本研究で不安定性がない有質量重力子が発見されたことで、重力子に質量が存在するかを検証する必要性が出てきました。一般相対性理論による記述では重力子の質量はゼロであるため、このような検証は今後非常に重要になっていくと考えられます。本研究で得られた理論からの予言と観測結果を比べることで、重力子の質量がゼロなのか、もしくはノンゼロなのかという問いに答えられると期待しています。