磁場の存在を考慮した宇宙論的な構造形成の理論構築

发展考虑磁场存在的宇宙结构形成理论

• 批准号: 19J13898
• 负责人: 箕田 鉄兵
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J13898/
• 关键词: 宇宙マイクロ波背景放射; 原始磁場; ウルトラコンパクトミニハロー; 中性水素21cm線; 宇宙論; 21cm線; 運動学的スニヤエフ・ゼルドビッチ効果

今年度は、まず最新のCMBの観測データを用いた原始磁場の新たな制限を行った。特に、これまで近似的に評価されていた、小スケールでの電子と陽子の速度場について、磁場の存在を考慮した運動方程式を解析的に解くことで、より正確な速度場の定式化を行った。また、この結果を用いて、ドップラー効果によって生じる小角度スケールでのCMB光子の温度の非等方性を計算した。最後に、この理論的な計算結果と南極点望遠鏡によって得られた最新のCMB観測データを比較することで、原始磁場の制限を行なった。その結果、これまでプランク衛星の観測データから得られていた原始磁場の制限よりも強い制限を与えることができた。この結果について学術論文を1本発表した。また、昨年度に引き続き、初期宇宙の構造形成において重要な、ウルトラコンパクトミニハロー(UCMH)と呼ばれるダークマター天体について研究を行なった。昨年度計算したUCMH内部のダークマター対消滅シグナルに加えて、今年度はダークマターとUCMH周囲のバリオンガスとの相対速度によって生じる中性水素ガスの加熱率も見積もった。それぞれの場合について、中性水素から放射される21-cm線の観測データからUCMHの存在量に対して制限を与える研究を行なった。この結果について、国内学会で1件発表を行なった。また、今年度はこれまで博士後期課程で行なった研究内容をまとめて、国内の研究会で発表し、博士論文としてまとめあげ、3月に博士（理学）の学位を名古屋大学より授与されるに至った。

This year, the latest CMB measurements were performed using the original magnetic field. In particular, the approximate evaluation of the velocity field of electrons and cations takes into account the existence of a magnetic field, and the solution of the equation of motion is formulated correctly. The results were calculated using the temperature anisotropy of the CMB photons at small angles. Finally, the theoretical calculation results and the South Pole Telescope were compared with the original magnetic field. The result is that the original magnetic field is limited by the intensity of the satellite's measurement. The results of this research are presented in the paper. The study of the structure of the early universe is important for the formation of the early universe. Last year's calculations showed that the heating rate of the UCMH internal system was increased, and this year's calculation showed that the heating rate of the UCMH internal system was increased. In this case, the neutral water element is emitted from the 21-cm line, and the amount of UCMH is measured. The results of this study, the domestic society and 1 piece of the table to carry out. Ph.D. degree in Nagoya University in March

项目成果

Small-scale CMB anisotropies induced by the primordial magnetic fields

原始磁场引起的小尺度 CMB 各向异性

• DOI: 10.1088/1475-7516/2021/03/093
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics
• 影响因子: 6.4
• 作者: Minoda Teppei;Ichiki Kiyotomo;Tashiro Hiroyuki
• 通讯作者: Tashiro Hiroyuki

primordial magnetic field constraint from 21-cm global signal

21 厘米全局信号的​​原始磁场约束

• 发表时间: 2019
• 作者: Minoda Teppei;Tashiro Hiroyuki;Takahashi Tomo
• 通讯作者: Takahashi Tomo

A novel constraint on the Primordial Magnetic Fields using 21-cm line absorption signal

使用 21 厘米线吸收信号对原始磁场的新颖约束

• DOI: 10.22323/1.356.0028
• 发表时间: 2019
• 期刊: Quest for the Origin of Particles and the Universe (KMI2019). The 4th KMI International Symposium.
• 作者: Minoda Teppei;Tashiro Hiroyuki;Takahashi Tomo
• 通讯作者: Takahashi Tomo

A constraint on primordial magnetic fields from 21-cm line observation

21厘米线观测对原初磁场的约束

• 发表时间: 2019
• 作者: Minoda Teppei;Tashiro Hiroyuki;Takahashi Tomo
• 通讯作者: Takahashi Tomo

The EDGES constraint on the primordial magnetic fields

原初磁场的 EDGES 约束

• 发表时间: 2019
• 作者: Minoda Teppei;Tashiro Hiroyuki;Takahashi Tomo
• 通讯作者: Takahashi Tomo