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Wino 暗黒物質は minimal gravity mediation 模型など、超対称粒子が全体に重たいスペクトルを持つ超対称模型における重要な可能性である。この場合、Wino 暗黒物質は非熱的に生成される可能性があるが、その生成量は宇宙の熱史に大きく依存する。本研究においては、moduli 場やグラビティーノなど、ビッグバン元素合成直前という宇宙進化の遅い段階で崩壊する場から Wino 暗黒物質が非熱的に生成される可能性について、詳細な解析を行った。特に Wino の生成量について Sommerfeld 効果等を取り入れた詳細かつ定量的な解析をおこない、正しい暗黒物質量が実現できるパラメータ領域（moduli場の崩壊率、グラビティーノ質量等）を明らかにした。
また、様々な素粒子模型においては、質量がゼロ（あるいは極めて軽い）粒子が存在する。それらの粒子は宇宙初期に生成される可能性があり、暗黒輻射と呼ばれている。本研究においては、宇宙初期に暗黒輻射が生成された場合、いかにして観測から暗黒輻射に関する情報を得ることができるかを議論した。特に本研究ではインフレーション中に作られた重力波に着目した。暗黒輻射生成が起きた場合、インフレーション中に生成された重力波のスペクトルは変更を受ける。そのスペクトルを定量的に計算し、暗黒輻射の生成シナリオによってどのような特徴がスペクトルに現れるかを解析した。インフレーション中に生成された重力波については、将来の衛星を用いた重力波の直接探査実験（DECIGO等）で観測される可能性がある。本研究で得られた結果は、それら重力波の直接探査実験の持つ意義を明らかにするものである。
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