| 研究課題/領域番号 |
19K14718
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| 研究機関 | 香川高等専門学校 |
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研究代表者 |
白石 希典 香川高等専門学校, 一般教育科(高松キャンパス), 講師 (00803446)
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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 | インフレーション / ゲージ場 / CMB / 銀河 / 重力波 / アクシオン / 非ガウス性 / LiteBIRD |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、(1)理論、(2)観測双方向からのアプローチによってインフレーションの構成粒子の特定を目指す。以下が本年度の研究成果である。
(1)に関して: 現在観測される銀河の密度・速度・形状場は、インフレーションの構成粒子が作る重力場が宇宙膨張とともに成長してできたものである。密度・速度・形状場の統計的性質は相関関数を用いて解析されるが、特に大角度スケールの信号は重力非線形性の影響が小さいため原始宇宙のクリーンな情報を直接的に反映する。本年度はまず、銀河形状場の相関関数に関して、原始宇宙由来の信号を正確に計算する手法(spin-weighted TripoSH decomposition)を構築した。また、密度・速度場の相関関数に関して、銀河の3次元位置情報の観測的不確定性に起因する歪み効果(Alcock-Paczynski effect)を正確に推定する手法を構築した。かつての手法では、見込角が30° ~ 50°以上の大スケール相関関数の計算に10%以上の誤差が生じていたが、この手法はそれを完全に解消しうる画期的なものであり、今後行われるであろうビッグ観測データを用いた精密解析には欠かせない。
(2)に関して: アクシオンとSU(2)ゲージ場の相互作用から生じる重力波4点相関関数(テンソルトライスペクトル)を計算し、Planckマップなど既存のCMB観測データで検証可能なほどの大きなシグナルが生じることを発見した。また、JAXA主導の次世代CMB偏光観測プロジェクトLiteBIRDにて採用する偏光角較正法などの開発研究に携わった。
上記の成果はすでに複数の論文にまとめ、世界に公表している。これらを今後の研究で発展させ、インフレーションの構成粒子に関する包括的理解を目指す。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
上記の通り、(1)(2)とも予定通り進展し、さらに、次年度以降に行うテーマについてもすでに研究を進めている。上記の進捗状況から、当初の計画以上に研究が進展していると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
(1)に関しては、高スピン場の存在する種々のモデルにおいて、予言されるCMB、銀河、中性水素21cm、背景重力波などの多点相関関数を計算し、その観測可能性を議論する。
(2)に関しては、(1)で理論予言した種々のモデルにおける信号を、CMBの最新観測データを用いて検証する。また、そのためのデータ解析手法を開発する。
各々のプロジェクトが完成次第、順次論文としてまとめ、世界に公表していく。また、関連する新たなプロジェクトの発掘にも努め、挑戦していく。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当該助成金が生じた状況: 新型コロナウイルス感染症の蔓延拡大の影響で、参加予定であった国際会議や研究協力者とのミーティングが中止・延期となり、それにかかる出張旅費が必要なくなった。
翌年度分として請求した助成金と合わせた使用計画: 国内外の出張旅費、電子機器やソフトウェアの購入・維持費、大規模数値解析を実行するために必要なコンピュータの購入費に充てる。
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