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2014 Fiscal Year Research-status Report

最新の観測に基づく暗黒エネルギーの理論模型の検証

Research Project

Project/Area Number 24540286
Research InstitutionTokyo University of Science

Principal Investigator

辻川 信二  東京理科大学, 理学部, 准教授 (30318802)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2016-03-31
Keywords暗黒エネルギー / 宇宙の加速膨張 / インフレーション / スカラーテンソル理論 / 宇宙背景輻射 / 宇宙論的摂動 / スカラー場 / ヴァインシュタイン機構
Outline of Annual Research Achievements

2014年度は,修正重力理論の暗黒エネルギーへの応用の観点から,一般相対論を拡張する形で,スカラー自由度が存在する場合の有効場の理論の構築を行った.これは,Horndeski理論やHorava-Lifshitz理論などのほとんどの重力理論を内包する汎用性の高いものである.我々は,物質場が存在する場合に,Horndeski理論の枠組みを超えた理論では,スカラー場の音速が物質場の存在によって修正を受けることを明らかにした.さらに,具体的な暗黒エネルギー模型に対して一般的な結果を適用し,どのような模型の場合に不安定性やゴーストを回避することができるかを示した.
これらの研究に加えて,有効場の理論に基づいた場合のインフレーション中に生成される原始重力波のスペクトル,球対称時空での有効場の理論の構築などの研究も行った.これらは,観測的に修正重力理論の兆候を探る上で重要な意味を持つ.さらに,Horndeski理論を拡張したGleyzes-Langlois-Piazza-Vernizzi理論において,disformal変換と呼ばれる計量の変換で,曲率揺らぎおよび重力波が不変に保たれることを,スカラー自由度が一つ存在する場合に示した.これに加えて,インフレーション中に生成される重力波のスペクトルが,インフレーション中の宇宙の膨張率と直接関係するアインシュタイン系が存在することを示した.この成果は,将来の原始重力波の探査の上で極めて重要な意味をもつ.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

Horndeski理論その他を含む非常に一般的な形で,一様等方宇宙および球対称性時空における有効場の理論の構築を行うことができたため.

Strategy for Future Research Activity

本年度では,修正重力理論の一般的な定式化に成功したため,今後は具体的な暗黒エネルギー模型を絞り込み,最新の観測データからそれらの有効性を調べていく.

Causes of Carryover

購入予定の新しいコンピュータが,本年度は不要であったため.

Expenditure Plan for Carryover Budget

次年度において,7月のMG国際会議,9月以降のヨーロッパ出張などで使用する予定.

  • Research Products

    (15 results)

All 2015 2014

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 7 results,  Acknowledgement Compliant: 7 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 6 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Effective field theory approach to modified gravity including Horndeski theory and Horava-Lifshitz gravity2015

    • Author(s)
      Ryotaro Kase, Shinji Tsujikawa
    • Journal Title

      International Journal of Modern Physics D

      Volume: 23, 1443008 Pages: 1-41

    • DOI

      10.1142/S0218271814430081

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Cosmological perturbations and observational constraints on nonlocal massive gravity2014

    • Author(s)
      Savvas Nesseris and Shinji Tsujikawa
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 90, 024070 Pages: 1-14

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.90.024070

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Cosmological Scaling Solutions for Multiple Scalar Fields2014

    • Author(s)
      Takeshi Chiba, Antonio De Felice, Shinji Tsujikawa
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 90, 023516 Pages: 1-19

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.90.023516

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Implications of the B-mode Polarization Measurement for Direct Detection of Inflationary Gravitational Waves2014

    • Author(s)
      Sachiko Kuroyanagi, Shinji Tsujikawa, Takeshi Chiba, Naoshi Sugiyama
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 90, 063513 Pages: 1-14

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.90.063513

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Cosmology in generalized Horndeski theories with second-order equations of motion2014

    • Author(s)
      Ryotaro Kase, Shinji Tsujikawa
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: D90, 044073 Pages: 1-15

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.90.044073

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Effective field theory of modified gravity on the spherically symmetric background: Leading order dynamics and the odd-type perturbations2014

    • Author(s)
      Ryotaro Kase, Laszlo A. Gergely, Shinji Tsujikawa
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 90, 124019 Pages: 1-21

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.90.124019

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Bosonic Coherent Motions in the Universe2014

    • Author(s)
      Jihn E. Kim, Yannis Semertzidis, Shinji Tsujikawa
    • Journal Title

      Frontiers in Physics

      Volume: 30 Pages: 1-15

    • DOI

      10.3389/fphy.2014.00060

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Disformal invariance of cosmological perturbations in a generalized class of Horndeski theories2015

    • Author(s)
      Shinji Tsujikawa
    • Organizer
      Testing Gravity 2015 Workshop
    • Place of Presentation
      Vancouver, Cancada
    • Year and Date
      2015-01-17 – 2015-01-17
    • Invited
  • [Presentation] 宇宙論の最近のトピックス: インフレーション, 宇宙背景輻射, ダークエネルギー2014

    • Author(s)
      辻川 信二
    • Organizer
      第 37 回素粒子論グループ四国セミナー
    • Place of Presentation
      新居浜高専
    • Year and Date
      2014-12-13 – 2014-12-14
    • Invited
  • [Presentation] 暗黒エネルギーと修正重力理論2014

    • Author(s)
      辻川 信二
    • Organizer
      第4回 日大理工・益川塾連携 素粒子物理学シンポジウム
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2014-11-08 – 2014-11-08
    • Invited
  • [Presentation] A unified description of modified gravitational theories2014

    • Author(s)
      Shinji Tsujikawa
    • Organizer
      2-nd i-Link Workshop Macro-from-Micro: Quantum Gravity and Cosmology
    • Place of Presentation
      Madrid (Spain)
    • Year and Date
      2014-09-15 – 2014-09-15
    • Invited
  • [Presentation] The effective field theory of modified gravity and the Horndeski theory2014

    • Author(s)
      Shinji Tsujikawa
    • Organizer
      Quantum Cosmology
    • Place of Presentation
      Bad Honnef (Germany)
    • Year and Date
      2014-07-28 – 2014-07-28
    • Invited
  • [Presentation] Effective field theory of modified gravity with two scalar fields: dark energy and dark matter2014

    • Author(s)
      Shinji Tsujikawa
    • Organizer
      1st APCTP-TUS workshop on Dark Energy
    • Place of Presentation
      浦項 (韓国)
    • Year and Date
      2014-06-04 – 2014-06-04
    • Invited
  • [Book] Modifications of Einstein's Theory of Gravity at Large Distances2015

    • Author(s)
      Shinji Tsujikawa, Eleftherios Papantonopoulos
    • Total Pages
      426
    • Publisher
      Springer
  • [Book] SUPERサイエンス 相対性理論が描く宇宙の未来2015

    • Author(s)
      辻川 信二
    • Total Pages
      216
    • Publisher
      シーアンドアール研究所

URL: 

Published: 2016-05-27  

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