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2021 年度 実施状況報告書

確率解析・原始ブラックホール・重力波観測から迫るインフレーション

研究課題

研究課題/領域番号 21K13918
研究機関名古屋大学

研究代表者

多田 祐一郎  名古屋大学, 高等研究院(理), 特任助教 (90837022)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード確率形式 / 原始ブラックホール / 重力波
研究実績の概要

昨年度は4本の論文を発表した。特に "Primordial black holes in peak theory with a non-Gaussian tail" (JCAP 10, 053 (2021)) および "Simulation of Primordial Black Holes with large negative non-Gaussianity" (arXiv:2202.01028 [astro-ph.CO]) では非ガウス性がある時の原始ブラックホール形成条件や、生成量を見積もる「ピーク理論」の整備を行い、初期ゆらぎの統計性を仮定した時の原始ブラックホール存在量見積もりの定式化を推し進めた。また "Statistics of coarse-grained cosmological fields in stochastic inflation" (JCAP 02, no.02, 021 (2022)) では確率形式において任意スケールで粗視化した曲率ゆらぎ、密度ゆらぎ、および圧縮関数の確率密度関数を計算する手法を定式化した。これによりインフレーション模型から原始ブラックホール量等の観測量を確率形式でつなぐ最後のピースが完成したと言える。これらの研究成果について昨年度中5件の国際会議と3件の国内会議、4件のセミナーにおいて発表を行った。うち「名古屋大学・名古屋市科学館公開オンラインセミナー」および「名大発アカデミックフラッシュ 第2報」の2件においてはアウトリーチ活動として一般講演を行なった。

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

本研究は確率解析、原始ブラックホール、重力波を3本柱とインフレーション理論や暗黒物質の正体に迫ることを目的としており、そのうちの2つである確率解析と原始ブラックホールに関して上述したように重要な定式化を行う論文を発表することができた。また近年注目を集めてきている初期ゆらぎ確率密度関数の非ガウス尾について、会議やセミナーでの発表を通じ周知することができた。以上より本研究課題はおおむね順調に進展していると評価できる。

今後の研究の推進方策

初年度では確率解析と原始ブラックホール分野において重要な定式化を行う論文を発表した。そこで次年度は重力波に関し、特に初期ゆらぎに非ガウス尾がある場合の計算法を確立する。当該研究は現在所属研究室の学生らも交え進めているところであるが、そこで重力波スペクトル形から逆に初期ゆらぎの非ガウス性を読み解く可能性も見出した。この可能性を精査し、重力波スペクトルを観測量とし原始ブラックホール量や初期ゆらぎの統計性、さらにはインフレーション理論に対し示唆を与えることができるかを議論する。

次年度使用額が生じた理由

コロナ禍につき出張を行うことができなかったため。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 5件、 招待講演 3件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] Institut d’Astrophysique de Paris/Laboratoire Astroparticule et Cosmologie(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      Institut d’Astrophysique de Paris/Laboratoire Astroparticule et Cosmologie
  • [国際共同研究] Universite Libre de Bruxelles(ベルギー)

    • 国名
      ベルギー
    • 外国機関名
      Universite Libre de Bruxelles
  • [雑誌論文] Statistics of coarse-grained cosmological fields in stochastic inflation2022

    • 著者名/発表者名
      Tada Yuichiro、Vennin Vincent
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 2022 ページ: 021~021

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2022/02/021

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A manifestly covariant theory of multifield stochastic inflation in phase space: solving the discretisation ambiguity in stochastic inflation2021

    • 著者名/発表者名
      Pinol Lucas、Renaux-Petel S?bastien、Tada Yuichiro
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 2021 ページ: 048~048

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2021/04/048

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Induced gravitational waves as a cosmological probe of the sound speed during the QCD phase transition2021

    • 著者名/発表者名
      Abe Katsuya T.、Tada Yuichiro、Ueda Ikumi
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 2021 ページ: 048~048

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2021/06/048

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Revisiting non-Gaussianity in non-attractor inflation models in the light of the cosmological soft theorem2021

    • 著者名/発表者名
      Suyama Teruaki、Tada Yuichiro、Yamaguchi Masahide
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2021 ページ: 073E02

    • DOI

      10.1093/ptep/ptab063

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Minimal <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><mml:mi>k</mml:mi></mml:math>-inflation in light of the conformal metric-affine geometry2021

    • 著者名/発表者名
      Mikura Yusuke、Tada Yuichiro、Yokoyama Shuichiro
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 103 ページ: L101303

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.103.L101303

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Primordial black holes in peak theory with a non-Gaussian tail2021

    • 著者名/発表者名
      Kitajima Naoya、Tada Yuichiro、Yokoyama Shuichiro、Yoo Chul-Moon
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 2021 ページ: 053~053

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2021/10/053

    • 査読あり
  • [学会発表] Primordial black holes and induced gravitational waves in light of the non-Gaussian tail2022

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Tada
    • 学会等名
      FY2021 学術変革領域研究「ダークマター」シンポジウム
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 原始ブラックホールのピーク理論と非ガウス尾2022

    • 著者名/発表者名
      多田祐一郎
    • 学会等名
      日本物理学会第77回年次大会
  • [学会発表] Primordial black holes in peak theory with a non-Gaussian tail2021

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Tada
    • 学会等名
      2021 NRF-JSPS Workshop in particle physics, cosmology, and gravitation
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Probability density functions of coarse-grained curvature and density perturbations in stochastic inflation2021

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Tada
    • 学会等名
      COSMO'21
    • 国際学会
  • [学会発表] Primordial black holes in peak theory with a non-Gaussian tail2021

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Tada
    • 学会等名
      The KEK-PH + KEK-Cosmo joint workshop on "Primordial Black Holes"
    • 国際学会
  • [学会発表] Probability density functions of coarse-grained curvature and density perturbations in stochastic inflation2021

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Tada
    • 学会等名
      JGRG30
    • 国際学会
  • [学会発表] 粗視化曲率ゆらぎの確率密度関数2021

    • 著者名/発表者名
      多田祐一郎
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
  • [学会発表] インフレーションの「現在」と重力波2021

    • 著者名/発表者名
      多田祐一郎
    • 学会等名
      DECIGO workshop
    • 招待講演
  • [備考]

    • URL

      https://profs.provost.nagoya-u.ac.jp/html/100011770_ja.html?k=%E5%A4%9A%E7%94%B0%E7%A5%90%E4%B8%80%E9%83%8E

  • [備考]

    • URL

      https://nekomammat.github.io/indexJP.html

URL: 

公開日: 2022-12-28  

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