Generation of small-scale fluctuations in the early universe and production of dark matter

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宇宙のバリオン数やレプトン数を生成するアフレック・ダイン機構に基づく原始ブラックホール生成模型について，原始ブラックホールを生成できない小さなスケールの高バリオン領域が正負のバリオン数を持ち，拡散によって対消滅することによって非一様なバリオン領域が生成される問題を避けることができるかどうかを詳しく調べ，高バリオン領域のクラスタリングの効果によって非一様性が消えずに宇宙初期の元素合成に矛盾することを明らかにした。また，それを解決する模型として，アフレック・ダイン機構によって大きなレプトン数をもった領域ができる模型を提案した。この模型では，高レプトン領域にノントポロジカル・ソリトンのQボールができることによって密度揺らぎが成長しブラックホールが生成され，その後Qボールが崩壊することによってバリオン非一様性の問題が解決できることを明らかにした。最近観測されたヘリウム4の存在比の観測が宇宙のレプトン非対称を示唆することから，ノントポロジカル・ソリトンの一種であるQボールがレプトン数をもち，それが崩壊することによって大きなレプトン非対称性をもつ宇宙を実現する模型を構築した。さらに，この模型においてQボールが宇宙の密度を支配し物質優勢の宇宙を実現し，その後急激なQボールの崩壊によって輻射優勢の宇宙になることから曲率揺らぎの2次的な重力波の生成が増大することを明らかにし，将来の観測で検証できる可能性を示した。