超対称素粒子模型の宇宙論への応用

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13740138
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 諸井 健夫 東北大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (60322997)
• Keywords: 素粒子物理 / 宇宙物理 / 超対称性 / 宇宙背景放射 / 宇宙暗黒物質

Research Abstract

超対称模型は、素粒子標準模型の階層性問題の解となり得ると共に大統一模型に成功の可能性を与える模型であり、現在多くの研究者が興味を持ってその研究を行っている。この模型においては標準模型に存在しない粒子が新たに現れるため、宇宙の発展が大きな変更を受ける可能性がある。本研究においては、そのいくつかの場合において、宇宙の発展がどのように影響を受けるかを議論すると共に、将来の実験・観測でそういった非標準的なシナリオがどのように検証され得るかを議論した。
特に、超弦理論に現れるmoduli場は、宇宙初期に宇宙のエネルギー密度を支配する可能性があり、その崩壊は様々な宇宙論的な問題を引き起こし得る。この問題を解決するためにmoduli場の質量を大きくし、その崩壊を元素合成の前に終らせるというシナリオが提案されてきた。しかしこれまでは、このシナリオを観測的にテストする方法は知られていなかった。本研究では、このシナリオにおける宇宙背景放射の揺らぎについて考察し、そこに特徴的なシグナルが現れ得ることを明らかにした。このシグナルは現在行われている衛星を用いた宇宙背景放射の精密観測で観測可能であり、重いmoduli場というシナリオを検証する一つの手段となり得る。
また・最近様々な観測により宇宙の「暗黒エネルギー」の存在が確立しつつある。宇宙項はその最も有名な候補であるが、暗黒エネルギーがquintessenceと呼ばれるスカラー場である可能性もある。本研究においてはquintessenceが存在する場合の宇宙背景放射の揺らぎについての研究も行った。その結果、これまで無視されてきた等曲率揺らぎが宇宙背景放射に観測可能な影響を与え得ることが明らかになった。

Research Products

• [Publications] M Kawasaki, T.Mori, T.Takahashi: "Cosmic Microwave Anisotropy with Cosine-Type Quintessence"Physical Review D. 64. 083009 (2001)
• [Publications] T.Mori, T.Takahashi: "Effects of Cosmological Moduli Fieldes on Cosmic Microwave Background"Physics Letters B. 522. 215-221 (2001)
• [Publications] N.Abe, T.Mori, M.yamaguchi: "Anomaly-Mediated Supersymmetry Braeking with Axion"JHEP. 0201. 2000-010 (2002)