Cosmological effects induced by gravitational particle production

引力粒子产生引起的宇宙学效应

• 批准号: 20J10176
• 负责人: 羽柴 聡一朗
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J10176/
• 关键词: 重力的粒子生成; ストークス現象; 再加熱過程; シュウィンガー効果; 粒子生成; 真空崩壊; トンネル効果

本年度は、アメリカ合衆国ライス大学のAndrew助教授との国際共同研究を通して、ストークス現象を用いたフェルミオンの重力的粒子生成の解析を行なった。ストークス現象とは微分方程式の解が示す振る舞いのことであり、数学的には粒子生成と等価である。このため、ストークス現象についての数学的定理を応用することで、粒子生成を解析的に評価することが可能になるのである。これにより、数値計算によってその発生が示唆されていた現象、スピン3/2のフェルミオンがインフレーション終了後などに爆発的に生成する破局的生成（Catastrophic production）と呼ばれる現象の発生を、解析的に示すことに成功した。この研究結果については近日論文として公開される予定である。また、クインテッセンシャル・インフレーションに基づいた宇宙再加熱過程の解析について、重力的粒子生成とはまた違う切り口として、シュウィンガー効果を用いたモデルの構築も新たに行った。クインテッセンシャル・インフレーションが擬スカラー場によって引き起こされる場合、インフレーション終了後にインフラトン（今の場合、擬スカラー）が転がり続ける段階においてヘリカルな電磁場が生じる。この時生成した電場によって更にシュウィンガー効果が引き起こされることで荷電粒子が生成されて熱化されれば、宇宙再加熱過程が実現出来るということになる。シュウィンガー効果によって生成された荷電粒子自体も電磁場を生成するため解析は一般的に極めて困難だが、本研究では適当な近似の下でこのバックリアクションを取り込んで解析的評価を行い、現在の観測結果を矛盾無く説明し得ることを示した。

This year, Assistant Professor Andrew of the University of California at San Francisco conducted international joint research on the use of gravity in particle generation. The phenomena and solutions of differential equations are expressed in terms of vibration, particle generation, etc. The mathematical theorem of particle formation is applied to the analysis of particle formation. The numerical value of the calculation results in the occurrence of a catastrophic phenomenon, the occurrence of a catastrophic phenomenon, the occurrence of a Catastrophic phenomenon, and the occurrence of an analytic phenomenon. The results of this research are published in the recent papers. The analysis of the universe's reheating process, the generation of gravitational particles, and the construction of new lines. In this case, the electromagnetic field is generated at the same time as the electromagnetic field. The electric field generated by this time is changed, and the charged particles are generated, and the heating process of the universe is realized. In this study, we have evaluated the results of the analysis of charged particles and electromagnetic field generation under appropriate approximation.

项目成果

Artifact-less coded aperture imaging in the x-ray band with multiple different random patterns

X 射线波段内具有多种不同随机图案的无伪影编码孔径成像

• DOI: 10.1117/1.jatis.6.3.035002
• 发表时间: 2020
• 期刊: Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems
• 作者: Kasuga Tomoaki;Odaka Hirokazu;Hatauchi Kosuke;Takashima Satoshi;Tamba Tsubasa;Aizawa Yuki;Hashiba Soichiro;Bamba Aya;Zhou Yuanhui;Tamagawa Toru
• 通讯作者: Tamagawa Toru

Particle production induced by vacuum decay in real time formalism

实时形式主义中真空衰变引起的粒子产生

• 发表时间: 2020
• 作者: K. Kudo;S. Yamada;M. Yafuso;T. Kimura;V. K. Lazarov;and K. Hamaya;Hashiba Soichiro
• 通讯作者: Hashiba Soichiro

Stokes phenomenon and gravitational particle production ? How to evaluate it in practice

斯托克斯现象和引力粒子的产生？

• DOI: 10.1088/1475-7516/2021/05/022
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics
• 影响因子: 6.4
• 作者: Hashiba Soichiro;Yamada Yusuke
• 通讯作者: Yamada Yusuke

Particle production induced by vacuum decay in real time dynamics

实时动力学中真空衰变引起的粒子产生

• DOI: 10.1103/physrevd.103.045006
• 发表时间: 2021
• 期刊: Physical Review D
• 影响因子: 5
• 作者: Hashiba Soichiro;Yamada Yusuke;Yokoyama Jun’ichi
• 通讯作者: Yokoyama Jun’ichi

右巻きニュートリノの重力的生成によるバリオン数と暗黒物質の生成

由于右旋中微子的引力产生而导致的重子数和暗物质产生

• 发表时间: 2020
• 作者: K. Sakaguchi;Y. Nishioka;N. Kinashi;N. Yukihira;T. Shinada;T. Nishimura;H. Hashimoto;S. Katsumura;*奥尉平・坂巻祥孝・広渡俊哉;鈴木れいら;羽柴聡一朗
• 通讯作者: 羽柴聡一朗