| 研究課題/領域番号 |
24540256
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
向山 信治 京都大学, 基礎物理学研究所, 教授 (40396809)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 宇宙論 / 初期宇宙 / 量子重力 |
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| 研究実績の概要 |
宇宙では、様々なスケールの物理現象が互いに影響を及ぼしながら絶えず起こっている。その中でも、最も壮大なスケールの物理を対象とするのが宇宙論であり、最も基本的な最小スケールの物理が素粒子物理そして量子重力であると言えよう。重要なことは、この両極端の物理は繋がっている、繋がらなければならない、ということである（Cosmic Uroboros）。生まれたばかりの宇宙は超高エネルギーの極限的状態にあるため、ミクロの物理が本質的になるからである。本研究の目的は、量子重力理論に基づいて、宇宙のより深い理解を得ることである。初期宇宙の研究は、量子重力理論を含む、超高エネルギー物理に有益な知見をもたらすと期待される。
具体的には、主に(i)量子重力理論に基づく宇宙論、(ii)非線形massive gravity理論に基づく宇宙論、についての研究をおこなった。(i)においては、Horava-Lifshitz重力理論のU(1)拡張において、PPNパラメータを全て計算し、太陽系内観測による制限を全て満たすことができることを示した。また、時間のないユークリッド空間の理論から、時間のあるローレンツ符号の計量およびそれを記述する理論を導くシナリオにおいて、Weyl spinorおよびMajorana spinorを組み込むことに成功し、ユークリッド空間の理論を出発点として素粒子の標準理論を導けることを示した。(ii)においては、quasidilaton場と重力場との新しい相互作用を導入することで、加速膨張宇宙論解を安定化することに成功した。他には、平坦な時空上のベクトル場の運動方程式が、場の2階微分について非線形になれないことを証明した。また、インフレーション中のベクトル場の粒子生成により、テンソル揺らぎのblue spectrumを生成可能であることを示した。
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| 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
申請書には、26年度の課題として、①弦理論的インフレーション宇宙モデルの構築、②Horava-Lifshitz理論に基づく宇宙論、④余剰次元のダイナミクスとブレーン宇宙における重力の3つを記載した。②については十分な結果を出せた。24年度の報告書に記載したように、①については延期して、リーマン計量の理論がIRでローレンツ計量の理論に自発的に変化する機構についての研究に専念するように予定を変更している。その結果、このシナリオにWeyl spinorおよびMajorana spinorを組み込むことに成功し、ユークリッド空間の理論を出発点として素粒子の標準理論を導けることを示した。また、26年度の課題には含めなかった③非線形massive重力理論に基づく宇宙論については、quasidilaton場と重力場との新しい相互作用を導入することで、加速膨張宇宙論解を安定化することに成功するなど、十分な結果を出せた。また、25年度の報告書では、宇宙背景輻射のBモードに着目して研究を進めるとの推進方策を示したが、それにしたがって、インフレーション中のベクトル場の粒子生成により、テンソル揺らぎのblue spectrumを生成可能であることを示した。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまでの研究を発展させ、超弦理論やHorava-Lifshitz理論等の量子重力理論に基づいた、観測と矛盾のない宇宙シナリオの構築を目指す。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
ほぼ計画通りに出張したが、出張先の研究機関から旅費の支給があったため、当科研費による旅費使用額が計画よりも少なくて済んだ。
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| 次年度使用額の使用計画 |
物品費と旅費に使用。
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