| 研究課題/領域番号 |
25400248
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
川崎 雅裕 東京大学, 宇宙線研究所, 教授 (50202031)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | インフレーション宇宙 / バリオン数生成 / 等曲率揺らぎ / アクシオン |
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| 研究実績の概要 |
BICEP2実験による宇宙背景放射Bモード偏光に関する観測報告に基づいて、観測が示唆する高いスケールのインフレーションが起こった場合のバリオン数生成の問題や等曲率揺らぎの問題に関して考察した。バリオン数生成の有力なモデルであるアフレックダイン機構に関して、等曲率揺らぎの制限から再加熱温度が低くなることが要求され、その場合もインフラトンの崩壊過程における非弾性散乱を通じて暗黒物質が生成できることを明らかにした。また、等曲率揺らぎが断熱揺らぎと相関を持つカーバトン模型において、大スケールにおける温度揺らぎを抑制し、BICEP2実験とPlanck実験の整合性が良くなることを見いだした。
強い相互作用のCPの破れの問題を解決するアクシオンモデルにおいて、アクシオンを含むスカラー場の宇宙論的進化に伴って生成される位相欠陥（ストリングとドメイン・ウォール）からのアクシオン放出を調べた。従来よりも改善された2次元および3次元数値シミュレーションを用いて位相欠陥の時間進化と放出されるアクシオンの正確なエネルギー・スペクトルを求めることによって、宇宙におけるアクシオン存在量を見積もりアクシオンが宇宙の暗黒物質になるための条件を求めた。また、暗黒物質のアクシオンを将来実験で検出する可能性があることを明らかにした。
バリオン数生成を行うアフレックダイン機構において生成されるソリトンであるＱボールを考えることによって、現在の宇宙にバリオンと暗黒物質がほぼ同量あるという問題を説明できることを示した。
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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
研究目的の１つであるアフレックダイン機構におけるバリオン数と暗黒物質の生成に関して、特に高いスケールのインフレーション・モデルにおける理解が進み、アフレックダイン機構によるバリオン数生成と暗黒物質生成が両立し、さらにそれらの間が関係づけられる可能性も明らかになった。
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| 今後の研究の推進方策 |
当初の計画通り暗黒物質やそれがもつ等曲率揺らぎを通じて、暗黒物質の正体やバリオン数の起源について明らかにしていきたい。
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