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2021 年度 実績報告書

重力による余剰次元の自発的コンパクト化とその宇宙論的帰結

研究課題

研究課題/領域番号 21F21019
研究機関立教大学

研究代表者

小林 努  立教大学, 理学部, 教授 (40580212)

研究分担者 WEI HAN  立教大学, 理学部, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2021-04-28 – 2023-03-31
キーワード宇宙論 / 重力
研究実績の概要

余剰次元模型におけるモジュライと結合する物質を念頭に置き、スカラー場と物質がディスフォーマル結合した理論における星の解の性質を調べた。スカラー場はシフト対称であると仮定し、計量のコンフォーマル因子とディスフォーマル因子はスカラー場の運動項のみに依存するものとした。スカラー場が時間に線形に依存すると仮定して、一般的なシフト対称スカラーテンソル理論と、動径方向の圧力と熱流束の異方性を許容する物質エネルギー運動量テンソルの一般形式を考察した。これは、重力場方程式とエネルギー運動量テンソルがディスフォーマル変換の下でどのように変形するかを考慮すると、自然な出発点である。微分に依存するコンフォーマル因子とディスフォーマル因子の存在下で静水圧平衡方程式の構造を調べることにより、エネルギー密度と接線方向圧力が星の表面で消滅しなければならないことを示した。この事実を用いて、これまで微妙で不明であった星表面のディスフォーマル不変性を証明した。次に、物質とディスフォーマル結合したシフト対称なk-essenceに注目し、星の内外の計量関数とスカラー場のプロファイルをより詳細に研究した。その結果、スカラー場の速度に依存して解のブランチが2つ存在することがわかった。また、外側の時空の計量関数についても議論した。
SU(2)ゲージ場あるいは互いに直交するベクトル場の3つ組が存在する場合の、一様・等方・正曲率の宇宙のダイナミクスも研究した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

コロナ禍で対面での議論の機会が減り、研究活動の効率が低下したため、論文の完成が数ヶ月程度遅れている。

今後の研究の推進方策

徐々に対面でのミーティングの機会を増やしていき、研究活動の効率を可能な限りコロナ禍以前の水準に戻す。そして、当初計画した順序に則り研究を進めていく。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2021 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] SISSA(イタリア)

    • 国名
      イタリア
    • 外国機関名
      SISSA
  • [国際共同研究] CERN(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      CERN
  • [国際共同研究] Max Planck Inst.(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Max Planck Inst.
  • [雑誌論文] Distinguishing modified gravity with just two tensorial degrees of freedom from general relativity: Black holes, cosmology, and matter coupling2021

    • 著者名/発表者名
      Iyonaga Aya、Kobayashi Tsutomu
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 104 ページ: 1~16

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.104.124020

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stars disformally coupled to a shift-symmetric scalar field2021

    • 著者名/発表者名
      Ikeda Tact、Iyonaga Aya、Kobayashi Tsutomu
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 104 ページ: 1~13

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.104.104009

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamics of inflation with mutually orthogonal vector fields in a closed universe2021

    • 著者名/発表者名
      Murata Tomoaki、Kobayashi Tsutomu
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 104 ページ: 1~10

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.104.083514

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The isotropic attractor solution of axion-SU(2) inflation: universal isotropization in Bianchi type-I geometry2021

    • 著者名/発表者名
      Wolfson Ira、Maleknejad Azadeh、Murata Tomoaki、Komatsu Eiichiro、Kobayashi Tsutomu
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 2021 ページ: 031~031

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2021/09/031

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Distinguishing modified gravity with just two tensorial degrees of freedom from general relativity2021

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Kobayashi
    • 学会等名
      8th Korea-Japan workshop on Dark Energy
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Perturbations of black holes in shift-symmetric scalar-tensor theories2021

    • 著者名/発表者名
      Tsutomu Kobayashi
    • 学会等名
      QUARKS ONLINE WORKSHOPS 2021 Modification of Gravity Theories and Observations
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2022-12-28  

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