超対称性の破れに関する素粒子現象及びその字宙模型構築への応用

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15540247
• 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: 超対象素粒子模型 / 初期宇宙 / インフレーション / 宇宙背景放射 / カーヴァトン

Research Abstract

本年度は、超対称素粒子模型に基づく宇宙模型の構築について、特に宇宙密度揺らぎ・宇宙背景放射揺らぎとの関連に着目しつつ研究を行った。中でも特に興味を持って研究を行ったのは、宇宙初期にインフレーションを起こすスカラー場(インフラトン)以外のスカラー場が宇宙を支配するような場合である。超対称模型の枠内では、軽いスカラー場が多く存在するため、それらのうちのひとつが宇宙初期に大きな振幅を持ったとすると、宇宙の発展のある段階でそのスカラー場が宇宙のエネルギー密度を支配するということが起こり得る。そのスカラー場が宇宙初期に揺らぎを持ったとすると、それは現在の宇宙密度揺らぎ・宇宙背景放射揺らぎに大きな影響を与えうる。本年度の研究では、村山斉氏と共同で右巻きスカラーニュートリノが宇宙を一時的に支配するような場合についての研究を行い、このシナリオにおいてどのようなシグナルが可能であるかについて明らかにした。
また、超対称素粒子模型に基づいて宇宙模型の構築を行うにあたっては、インフレーシヨンの機構を明らかにすることも重要な課題のひとつである。超対称素粒子模型の枠内でのインフレーション模型のひとつに、D-termインフレーションと呼ばれる模型がある。この模型はインフレーション中のインフラトン場のポテンシャルをコントロールしやすいという利点があるが、一方でコスミックストリングを生成するという問題も指摘されていた。本研究では、遠藤・川崎両氏と共にこの模型に対する観測(特に近年得られたWMAPの結果)からの制限を議論すると共に、先にも述べたインフラトン以外のスカラー場の初期揺らぎがD-termインフレーション模型に対する制限にどのように影響するかを明らかにした。

Research Products

• [Publications] T.Moroi, H.Murayama: "CMB ANISOTROPY FROM BARYOGENESIS BY A SCARLAR FIELD"Physics Letters. B553. 126-134 (2003)
• [Publications] M.Endo, M.Kawasaki, T.Moroi: "COSMIC STRING FROM D TERM INFLATION AND CURVATON"Physics Letters. B569. 73-80 (2003)