2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development and application of data analysis method for precision cosmology based on two- and three-point statistics of large-scale structure of the Universe
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16H03977
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
樽家 篤史 京都大学, 基礎物理学研究所, 准教授 (40334239)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松原 隆彦 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (00282715)
山本 一博 広島大学, 理学研究科, 准教授 (50284154)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 宇宙の大規模構造 / 高次統計量 / 精密宇宙論 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2年目にあたる本年度は、２点および３点統計に関して、宇宙論データ解析において必要な様々な手法やツールの開発と検証を進めた。また、銀河赤方偏移サーベイのみならず、重力レンズサーベイへの拡張・応用に関する研究も行った。主な成果と取り組みを各人ごとにまとめると以下のようになる。
まず、代表者・樽家は、研究協力者らとともに赤方偏移空間のバイスペクトルの理論テンプレートを摂動論的計算手法を用いて作成、N体シミュレーションをもとにその有効性の検証を行い、従来のものに比べて適用範囲が広いテンプレートの開発に成功した。また、パワースペクトルに関しては、摂動論とN体シミュレーションを組み合わせて、線形応答理論のアプローチをもとに様々な宇宙モデルで高速計算できるスキームを開発、パブリックコードとして公開した。分担者・松原は、バイアスの個別モデルについての性質を調べ、ピークモデルの場合に存在する特徴的な速度バイアスの起源を摂動論に基づいて導出し、その一般的性質を明らかにした。一方、分担者・山本は、バイスペクトルの測定コードを開発するとともに、R. Scoccimarroが提案したバイスペクトルの多重極展開の高次項について、これまで知られていない成分を見出し、ハローアプローチに基づいた理論予言との比較を行った。また、将来観測を念頭に、銀河団とボイド構造の重力赤方偏移の検出の可能性について調べた。最後に、連携研究者の高橋は、パワースペクトルの共分散について調べ、観測領域内の平均密度が弱い重力レンズの観測量（パワースペクトル）の共分散に与える影響をN体数値計算を用いて調べた。さらに、すばる望遠鏡を用いた大規模銀河サーベイ（HSC計画）用の全天の重力レンズ模擬カタログを多数（108枚）作成した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
理論テンプレートの構築に引き続き、シミュレーションにもとづく検証を行い、期待通りの成果がえられたことで、データ解析法の開発への目処がついた。分担者と連携研究者と緊密に連携を取り合い、計画はおおむね順調に進んでいるが、予定していた研究の一部については、想定と異なる結果が得られ、研究遂行上、その考察を含めた追加研究が必要であることが明らかになった。そこで、シミュレーションデータにもとづく推定結果を検証するための理論計算コードの開発を前倒しで行う計画に変更し、追加研究については、次年度に引き続けて行うことにした。この変更に伴い、海外から研究協力者を招へいして打ち合わせする予定を再調整することになったが、当初計画の遂行に遅れがでないよう、招へい時期を慎重に調整し、研究を進めることにした。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の計画は順調に進んでいるが、一部の研究については、想定と異なる結果が得られたため、その考察を含めた追加研究を次年度に継続して進める。一方、前倒しで進めた研究については比較的順調に進んでいる。これについては、早く研究が終わるよう配慮しつつ進め、追加研究に割ける時間を作りつつ、当初計画の研究も進めていく。全体として、遅れがでないよう配慮して研究を遂行する。各人の行う具体的な方策としては、まず、代表者・樽家が、パラメーター推定における理論テンプレートの決定精度をシミュレーション・理論計算をもとに検証する他、理論テンプレートの汎用性を広げる研究として修正重力理論への拡張を進める。分担者・山本は、赤方偏移空間の銀河分布のバイスペクトルの定式化について再考し、対応するFFTを用いたフーリエ解析法の研究を継続する。最近確立してきたポイド統計を利用して、銀河ーボイドのクロス相関関数からボイドの重力赤方偏移のシグナルを理論的に調べる。一方、分担者・松原は、銀河バイアスのインパクトの影響を、ピークモデルやその他のバイアスモデルについて調べ、より高次の摂動論に組み込むための研究を推進する。最後に連携研究者はバイスペクトルのエラー共分散を多数のシミュレーションを試行して求める。
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