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2022 年度 実績報告書

インフレーション宇宙を用いた高エネルギー理論探査

研究課題

研究課題/領域番号 21F21026
配分区分補助金
研究機関神戸大学

研究代表者

野海 俊文  神戸大学, 理学研究科, 准教授 (30709308)

研究分担者 ZHOU SIYI  神戸大学, 理学研究科, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2021-09-28 – 2024-03-31
キーワードインフレーション宇宙論 / 弦理論 / ランドスケープとスワンプランド / 重力波 / 暗黒物質
研究実績の概要

本研究費は、研究分担者である Zhou の外国人特別研究員ポジション(研究代表者の野海が受入研究者)に付随する特別研究員奨励費である。
本研究の目的は、初期宇宙の加速膨張「インフレーション」を用いて素粒子論や弦理論などの高エネルギー理論の手がかりを探ることである。2022年度の成果は以下の通り。
Zhou と野海は、量子重力に特有の整合性条件「スワンプランド条件」の1つとして期待されている「距離予想」のラージフィールドインフレーションへの示唆を調べた。特に、距離予想が予言する「質量が時間に依存し、タワー状に現れる多数の粒子」が原始揺らぎの非ガウス性に残す痕跡を調べた。この成果について現在論文を執筆中である。
Zhou はこれと並行していくつかの国際共同研究も行なってきた。まず、前年度から進めていた宇宙初期の相転移で生成される重力波に関する研究成果が論文雑誌より出版された。また、「beyond Horndeski模型」と呼ばれる修正重力理論を用いたある種の宇宙創生模型に対して、野海らと共に以前行なった「インフレーションと摂動的ユニタリ性」に関する研究手法を応用した。当該模型において散乱振幅のユニタリ性を精査することで、模型のカットオフスケールを同定した。そのほか、インフレーション中の相転移により「非常に重い暗黒物質」が生成されるシナリオを新たに提案した。いずれの成果についても論文雑誌で論文が既に出版されている。

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

母国での教員職の採用選考が重なったこともあり、受け入れ教員の野海らと始めた共同研究の進捗状況はやや遅れている。しかし、それと並行して進めてきた他の共同研究については論文として順調に成果が出ている。ポスドク研究員にとってのキャリア形成の重要さも含めて以上をを総合し、おおむね順調に進展していると判断した。

今後の研究の推進方策

今年度行った「距離予想とラージフィールドインフレーション」に関する研究は最終段階にあるため、当該研究の残り半年の間に論文出版にまで持っていきたい。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2023 2022 その他

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

  • [国際共同研究] 清華大学/香港科技大学/鄭州大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      清華大学/香港科技大学/鄭州大学
    • 他の機関数
      1
  • [国際共同研究] オールド・ドミニオン大学/ミネソタ大学/シカゴ大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      オールド・ドミニオン大学/ミネソタ大学/シカゴ大学
    • 他の機関数
      1
  • [雑誌論文] Superheavy dark matter production from a symmetry-restoring first-order phase transition during inflation2023

    • 著者名/発表者名
      An Haipeng、Tong Xi、Zhou Siyi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 107 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.107.023522

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Gravitational waves from an inflation triggered first-order phase transition2022

    • 著者名/発表者名
      An Haipeng、Lyu Kun-Feng、Wang Lian-Tao、Zhou Siyi
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2022 ページ: 1-46

    • DOI

      10.1007/JHEP06(2022)050

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Perturbative unitarity and NEC violation in genesis cosmology2022

    • 著者名/発表者名
      Cai Yong、Xu Ji、Zhao Shuai、Zhou Siyi
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2022 ページ: 1-27

    • DOI

      10.1007/JHEP10(2022)140

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Superheavy Dark Matter Production from Symmetry Restoration First-Order Phase Transition During Inflation2022

    • 著者名/発表者名
      Siyi Zhou
    • 学会等名
      The 31st Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan
    • 国際学会

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公開日: 2023-12-25  

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