| 研究課題/領域番号 |
17K14304
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| 研究機関 | 神奈川大学 |
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研究代表者 |
山内 大介 神奈川大学, 工学部, 助教 (10624645)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 宇宙ひも |
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| 研究実績の概要 |
研究目標の達成のためには、宇宙ひもの基礎過程の詳細な解析が必須となる。宇宙ひもの基礎過程の中でも、宇宙ひもの衝突・繋ぎ替え過程に着目し、解析的に評価する手法を開発するとともに、衝突によって束縛状態が現れる条件について考察した。
これまでの研究においては、宇宙ひもの中でも初期宇宙に特定のモデル（南部・後藤宇宙ひも）が熱的な相転移によって生成したモデルのみが研究されてきた。従来型の宇宙ひもモデルの解析においては、世界面上のゲージ条件を適切に選ぶことで解析を簡便に行うことが出来ることが知られている。さらに、その条件の下では運動方程式が可積分になっており、解析的な評価が容易い構造を持っている。
しかし、広範な素粒子模型においては多様な宇宙ひもが一般的に生成しうる。一般的な宇宙ひもにおいては上に挙げた方法論は用いることが出来ず、ゲージ条件によらない共変的な方法論の構築を余儀なくされる。また、一般には世界面上に余分の自由度(電流)を持つことが許されるため、世界面の運動方程式とともに電流の運動についても同時に解く必要がある。本研究においては、宇宙ひも上を超伝導電流が流れるモデル（超伝導宇宙ひも）について着目し、共変的な方程式系を導出するとともに、結合を持つ場合の共変的な境界条件をも明らかにした。
これを束縛状態のある系に応用することで、束縛状態が生成しうる条件について考察し、これまで知られていた最も一般的な超伝導宇宙ひもの解析モデル（弾性モデル）であっても方程式系は閉じないという興味深い性質を発見した。この事実は、既存の超伝導宇宙ひもモデルを非弾性モデルに拡張しなければいけない、ということを指摘した重要な帰結になる。
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| 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
本年は、計画していた宇宙ひもの解析的な評価に対して、期待以上に大きな進展があった。本研究成果をフォローするために、数値実験を用いたさらなる解析を現在進行しており、より精密に基礎過程研究を推進することが出来る。その一方で、申請書に記載した研究計画のうち、観測的探求に関する研究については実行することは出来なかった。
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| 今後の研究の推進方策 |
現在までにおおむね研究計画は順調に推移しており、今後もこれを維持し、さらなる発展を目指す。前年度までに達成されなかった課題については速やかに実行に移すよう努力する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
解析計算やデータ解析において使用を予定していたデータ解析用ソフトウェア(Mathematica)については、年度当初は予算の不足が予測されたため今年度の購入を見送った。また、当初予定していた各種の国際学会や研究集会への参加が難しくなったため。次年度においてはデータ解析用のPCとともにデータ解析用ソフトウェアを購入し、研究計画の推進に用いる予定である。また、当初計画していた通りに国際学会および研究集会に参加し、国内外の関連する施設への訪問を行っていく。
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