| 研究課題/領域番号 |
19K03874
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| 研究機関 | 佐賀大学 |
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研究代表者 |
高橋 智 佐賀大学, 理工学部, 准教授 (60432960)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 初期宇宙進化 / 原始密度揺らぎ / インフレーション |
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| 研究実績の概要 |
当該年度は、重力と非最小結合を持つインフレーションモデルに関して、様々なモデル（インフラトン場のポテンシャル）について考え、その観測量に対する予言を最小結合のモデルの場合と比較しながら解析を進めた。よく知られているように（ヒッグスインフレーションとして議論されているように）カオス的インフレーションモデルで４次のポテンシャルを持つ場合、重力との結合が最小の場合は、予言される重力波の振幅が観測から得られている上限値よりも大きくなるため排除されるが、非最小結合を持つ場合は、観測から許容されるようになる。本研究では他のモデル（ポテンシャル）についても調べ、ポテンシャル、および、非最小結合の大きさに依って、スペクトル指数（原始密度揺らぎのパワースペクトルのスケール依存性を表す）とテンソル・スカラー比（重力波の振幅）の予言が観測と整合するようになる場合があること、また、むしろ観測による制限を満たさなくなる場合、のどちらもあり得ることを具体的に示した。この研究は今後さらに系統的に非最小結合のモデルの解析を進める土台となる。
さらには、原始密度揺らぎのパワースペクトルを探査する新たな方法についても研究を進めた。特に小スケールのパワースペクトルについて、中性水素21cm線のグローバルシグナルを用いた方法でその振幅を制限できることを示した。小スケールの原始密度揺らぎを調べる方法は、他に原始ブラックホールによる方法、宇宙背景放射のスペクトル歪みによる方法などが提案されているが、上記の方法はこれらの他の手法と相補的であり、（宇宙物理の仮定にも依るが）場合によっては、厳しい制限を与えうることが分かった。
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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
当該年度においては、重力と非最小結合をもつインフレーションモデルについて、これまで良く議論されている模型も含め、その検証可能性を様々なモデルで調べることができた。今後さらに、一般的、かつ、包括的な解析を行う際の基礎となる研究となった。また、この研究はインフレーションモデルを観測により峻別する際に有用になると考えられる。
また、原始密度揺らぎに関して、特に小スケールを探査する際の新しい手法についての研究も進んでおり、概ね順調に進展していると考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後はさらに、包括的に重力と非最小結合をもつインフレーションモデルについて、解析を進めていきたい。特に、モデル（インフラトン場のポテンシャル）に依らずに、出来るだけ一般的に、最小結合のモデルの拡張と、観測での検証可能性について解析を進めていきたい。
また、初期宇宙進化を検証するための新たな手法についても、さらに探っていきたい。その際、将来に計画されている宇宙背景放射のBモード偏光の観測、銀河サーベイなどを念頭に置きつつも、これまでは初期宇宙の検証としては議論されていない他の観測についても検討していきたい。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当該年度に予定していた幾つかの出張、および、出席予定だった国際会議等がキャンセルになったため、次年度使用額が生じた。（当該年度から次年度に延期となった出張も含め）次年度の旅費として使用する予定である。
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