精密宇宙論時代における初期揺らぎの統計的性質の徹底解明と超高エネルギー物理の検証

透彻阐明初始涨落统计特性验证精密宇宙学时代超高能物理

• 批准号: 20K03968
• 负责人: 横山 修一郎
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K03968/
• 关键词: 宇宙初期ゆらぎ; インフレーション; 原始ブラックホール; 非ガウス性; 背景重力波; 統計的非等方性

2022年度は、1)Planck/BICEP2による宇宙マイクロ波背景輻射の観測に基づくインフレーション模型への示唆に関する研究と、2)原始ブラックホールに関する研究を行った。1)では、まずBICEP2により報告のあった原始重力波の振幅に対する上限のアップデートに基づき、観測と整合性のある現象論的模型に関する議論を行い、質量項のみを持つスカラー場が初期宇宙に３つ存在し、その質量に特徴的な階層構造を持っていれば観測と無矛盾な模型を構築できることを明らかにした。さらに、得られた現象論的模型を素粒子論で頻繁に議論されている超対称性理論に基づくsneutrinoシナリオに適応し、初期ゆらぎの生成のみならず、バリオン生成機構も含めて整合性のある初期宇宙モデルを考察した。結果、宇宙マイクロ波背景輻射観測によって得られた初期ゆらぎ生成機構とバリオン生成機構を同時に無矛盾に説明するには、原始重力波の振幅に下限が与えられ、将来のLiteBIRD衛星で検証可能であることを明らかにした。さらに、近年報告された宇宙複屈折の結果から示唆されているパリティ対称性の破れに関して、近傍宇宙ではなくインフレーション中のパリティ対称性の破れに着目し、原始宇宙におけるパリティ対称性の破れにより観測結果を説明できるか、についての考察を行った。結果として、原始宇宙におけるパリティ対称性の破れでは説明が難しく、近傍宇宙でパリティ対称性を破る機構が必要であることを明らかにした。2)の原始ブラックホールに関しては、初期ゆらぎの非ガウス性を考慮し、原始ブラックホールの生成量を精査、さらに副次的に生成される２次的誘導重力波のスペクトルを詳細に評価した。また、原始ブラックホールの持つスピンを第一原理的に評価し、近年の重力波観測から得られたブラックホール連星の持ちうるスピン分布との比較を行った。

2022 annual は, 1) Planck/BICEP2 に よ る universe マ イ ク ロ wave background radiation の に 観 test base づ く イ ン フ レ ー シ ョ ン model へ の in stopping に masato す る research と, 2) the original ブ ラ ッ ク ホ ー ル に masato す る を line っ た. 1) で は, ま ず BICEP2 に よ り report の あ っ た original gravitational wave amplitude に の す seaborne る ceiling の ア ッ プ デ ー ト に base づ き, 観 と integrated の あ る phenomenalism model に masato す る comment line を い, quality item の み を hold つ ス カ ラ が ー field in the early universe に 3 つ し, そ の quality に な class structure of 徴 を hold っ て い れ ば 観 measurement と model contradiction な を build で き る こ と を Ming ら か に し た. さ ら に, ら れ た phenomenon theory model を element particle theory で frequently talk に さ れ て い る super says sex theory に seaborne base づ く sneutrino シ ナ リ オ に optimum 応 し, initial ゆ ら ぎ の generated の み な ら ず, バ リ オ ン production mechanism contains も め て integrated の あ る early universe モ デ ル を investigation し た. Results, the universe マ イ ク ロ wave background radiation 観 に よ っ て must ら れ た early ゆ ら ぎ production mechanism と バ リ オ ン production mechanism を and there is no contradiction between に に illustrate す る に は lower limit, the original gravity wave amplitude に の が and え ら れ, future の LiteBIRD satellite で 検 certificate may で あ る こ と を Ming ら か に し た. さ ら に, recent reports さ れ た universe after inflectional の results か ら in stopping さ れ て い る パ リ テ ィ said sex seaborne の broken れ に masato し て, nearly alongside cosmic で は な く イ ン フ レ ー シ ョ ン in の パ リ テ ィ said sex seaborne の broken れ に mesh し, original universe に お け る パ リ テ ィ said sex seaborne の broken れ に よ り 観 measurement result を で き る か, に つ い て の line inspection を っ た . Results と し て, original universe に お け る パ リ テ ィ said sex seaborne の broken れ で は illustrate が difficult し く, nearly alongside cosmic で パ リ テ ィ said sexual を broken る institutions が で necessary polices あ る こ と を Ming ら か に し た. 2) の original ブ ラ ッ ク ホ ー ル に masato し て は, initial ゆ ら ぎ の non ガ ウ ス を consider し, original ブ ラ ッ ク ホ ー ル の generation を check, さ ら に pair of times に generated さ れ る 2 times of induced gravity wave の ス ペ ク ト ル を に detailed review 価 し た. ま た, original ブ ラ ッ ク ホ ー ル の hold つ ス ピ ン を に evaluation of the first principle 価 し, in recent years, の gravity wave 観 か ら have ら れ た ブ ラ ッ ク ホ ー ル even star の hold ち う る ス ピ と ン distribution line の is を っ た.

项目成果

Sneutrinos as two inflatons and curvaton and leptogenesis

中微子作为两个暴胀子以及曲子和轻子发生

• DOI: 10.1088/1475-7516/2022/11/021
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics
• 影响因子: 6.4
• 作者: Takahashi Tomo;Yamada Toshifumi;Yokoyama Shuichiro
• 通讯作者: Yokoyama Shuichiro

Generalized local ansatz for scale-dependent primordial non-Gaussianities and future galaxy surveys

尺度相关的原初非高斯性和未来星系巡天的广义局部模拟

• DOI: 10.1093/pasj/psab108
• 发表时间: 2021
• 期刊: Publications of the Astronomical Society of Japan
• 影响因子: 2.3
• 作者: Yamauchi Daisuke;Yokoyama Shuichiro;Takahashi Tomo
• 通讯作者: Takahashi Tomo

Statistically-anisotropic tensor bispectrum from inflation

通货膨胀的统计各向异性张量双谱

• DOI: 10.1088/1475-7516/2021/03/047
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics
• 影响因子: 6.4
• 作者: Hiramatsu Takashi;Murai Kai;Obata Ippei;Yokoyama Shuichiro
• 通讯作者: Yokoyama Shuichiro

Blue-tilted inflationary tensor spectrum and reheating in the light of NANOGrav results

• DOI: 10.1088/1475-7516/2021/01/071
• 发表时间: 2020-11
• 期刊: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics
• 影响因子: 6.4
• 作者: S. Kuroyanagi;Tomo Takahashi;Shuichiro Yokoyama

UV sensitive one-loop matter power spectrum in degenerate higher-order scalar-tensor theories

简并高阶标量张量理论中的紫外敏感单环物质功率谱

• DOI: 10.1103/physrevd.102.103505
• 发表时间: 2020
• 期刊: Physical Review D
• 影响因子: 5
• 作者: Hirano Shin’ichi;Kobayashi Tsutomu;Yamauchi Daisuke;Yokoyama Shuichiro
• 通讯作者: Yokoyama Shuichiro