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2011 年度 実績報告書

インフレーションモデルにおける赤外・紫外発散の問題

公募研究

研究領域背景放射で拓く宇宙創成の物理―インフレーションからダークエイジまで―
研究課題/領域番号 22111507
研究機関京都大学

研究代表者

田中 貴浩  京都大学, 基礎物理学研究所, 教授 (40281117)

キーワードインフレーション / 赤外発散 / 密度揺らぎ / 宇宙背景放射 / 重力波 / ゲージ不変性
研究概要

宇宙初期に起こったインフレーションの時期におけるゆらぎの生成過程において生じる赤外発散の問題について研究を進めた。前年度までの研究では、完全なゲージ固定をおこなわない場合であっても、問題となる残余のゲージ自由度に影響されないような真にゲージ不変な観測量を計算することで赤外発散は除かれるであろうという着想に立ち、そのような計算を遂行した。その結果、赤外発散が1-ループの補正に現れないための条件として、初期の量子状態の選び方に対する条件が得られ、状態が制限されることを発見した。
この初期状態に対する条件の導出に際して、非線形なハイゼンベルグ方程式を解く段階で特殊な解を選ぶということをおこなっていた点と、スローロール近似を用いていた点が不満であった。また、このような初期状態に対する制限なしに赤外発散が除かれているという主張をする論文が現れてきた状況から、我々の主張をより鮮明にさせる必要が大きくなった。そこで、スローロール近似に依存しない議論をおこなうことができるような枠組みの整備を進めた。その結果、やはり、そう簡単には赤外発散を起こさない状態を選ぶことはできず、状態に対する強い制限がつくことを再確認した。しかし、単純に赤外発散が自然に除かれるという主張と我々の主張は矛盾していないのかもしれない。赤外発散が自然に除かれるという主張は暗に断熱的真空状態という特殊な状態を選んで赤外発散がないと主張していることになっているようである。我々も、この特殊な状態(およびこの状態を元にしたゲージ不変な励起状態)を考えるという限られた状態に対してのみ赤外発散がないということを予想しているが、他の研究者による主張も議論の不完全な点が多々あり、我々も証明を与えるに至っていない。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Cosmology with space-based gravitational-wave detectors…dark energy and primordial gravitational waves…2012

    • 著者名/発表者名
      A.Nishizawa, K.Yagi, A.Taruya, T.Tanaka
    • 雑誌名

      Phys.Rev.D

      巻: 85

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.85.044047

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cosmic censorship in overcharging a Reissner-Nordstrom black hole via charged particle absorption2011

    • 著者名/発表者名
      S.Isoyama, N.Sago, T.Tanaka
    • 雑誌名

      Phys.Rev.D

      巻: 84

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.84.124024

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chiral Phase Transitions around Black Holes2011

    • 著者名/発表者名
      A.Flachi, T.Tanaka
    • 雑誌名

      Phys.Rev.D

      巻: 84

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.84.061503

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Black holes in braneworld models2011

    • 著者名/発表者名
      N.Tanahashi, T.Tanaka
    • 雑誌名

      Prog.Theor.Phys.Suppl

      巻: 189 ページ: 227-268

    • DOI

      10.1143/PTPS.189.227

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Open inflation in the landscape2011

    • 著者名/発表者名
      D.Yamauchi, A.Linde, A.Naruko, M.Sasaki, T.Tanaka
    • 雑誌名

      Phys.Rev.D

      巻: 84

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.84.043513

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dominance of gauge artifact in the consistency relation for the primordial bispectrum2011

    • 著者名/発表者名
      T.Tanaka, Y.Urakawa
    • 雑誌名

      JCAP

      巻: 1105

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2011/05/014

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A note on the role of the boundary terms for the non-Gaussianity in general k-inflation2011

    • 著者名/発表者名
      F.Arroja, T.Tanaka
    • 雑誌名

      JCAP

      巻: 1105

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2011/05/005

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stability of Schwarzschild-like solutions in f(R,G) gravity models2011

    • 著者名/発表者名
      A.De Felice, T.Suyama, T.Tanaka
    • 雑誌名

      Phys.Rev.D

      巻: 83

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.83.104035

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Probing the size of extra dimension with gravitational wave astronomy2011

    • 著者名/発表者名
      K.Yagi, N.Tanahashi, T.-Tanaka
    • 雑誌名

      Phys.Rev.D

      巻: 83

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.83.084036

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Natural selection of inflationary vacuum required by infra-red regularity and gauge-invariance2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Urakawa, T.Tanaka
    • 雑誌名

      Prog.Theor.Phys.

      巻: 125 ページ: 1067-1089

    • DOI

      10.1143/PTP.125.1067

    • 査読あり
  • [学会発表] Hawking radiation of interacting fields2011

    • 著者名/発表者名
      T.Tanaka
    • 学会等名
      Black Holes : New Horizons
    • 発表場所
      Banff, Canada(招待講演)
    • 年月日
      2011-11-22
  • [学会発表] Some issues about infrared divergences during inflation2011

    • 著者名/発表者名
      T.Tanaka
    • 学会等名
      Mini-Workshop on cosmology
    • 発表場所
      APCTP, Pohan, Korea(招待講演)
    • 年月日
      2011-10-28
  • [学会発表] Some issues about infrared divergences during inflation2011

    • 著者名/発表者名
      T.Tanaka
    • 学会等名
      Pre-Planckian Inflation
    • 発表場所
      Minnesota university, USA(招待講演)
    • 年月日
      2011-10-06
  • [学会発表] Constraints on modified gravity models from future gravitational wave observations2011

    • 著者名/発表者名
      T.Tanaka
    • 学会等名
      KIAS-YITP Joint workshop "String Theory, Holography and Beyond"
    • 発表場所
      KIAS, Seoul, Korea(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-23
  • [学会発表] 重力波物理の進展2011

    • 著者名/発表者名
      T.Tanaka
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      弘前大学(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-17
  • [学会発表] Infrared divergences and cosmological observables2011

    • 著者名/発表者名
      T.Tanaka
    • 学会等名
      UK Cosmo
    • 発表場所
      Portsmouth university, UK(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-14
  • [学会発表] IR issues during inflation-constraints on quantum state-2011

    • 著者名/発表者名
      T.Tanaka
    • 学会等名
      Cosmologicai Frontiers in Fundamental Physics Workshop
    • 発表場所
      APC, Paris, France(招待講演)
    • 年月日
      2011-06-17
  • [学会発表] IR issues during inflation-constraints on quantum state-2011

    • 著者名/発表者名
      T.Tanaka
    • 学会等名
      Cosmological Non-Gaussianity : Observations Confront Theory Workshop
    • 発表場所
      Michigan, USA(招待講演)
    • 年月日
      2011-05-15
  • [学会発表] Tensor perturbation constraint on inflation models with non-negligible spatial curvature in landscape scenario2011

    • 著者名/発表者名
      T.Tanaka
    • 学会等名
      Bubbles in the Sky
    • 発表場所
      UC Davis, USA(招待講演)
    • 年月日
      2011-04-01

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公開日: 2013-06-26  

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