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重力波天文学による初期宇宙現象論の観測可能性

通过引力波天文学观测早期宇宙现象

基本信息

批准号：
19J21974
负责人：
中塚洋佑
金额：
$ 2.05万
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：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

研究の目標である原始ブラックホールや初期宇宙現象の観測可能性について、本年度は主に以下のような成果を得た。原始ブラックホールの生成に関して、二形式場を利用した新たな理論モデルでも原始ブラックホールが形成されうることを検証した。特に、私はその理論モデルにおいて二次的に生成される重力波のシグナルの精密な数値計算を実行した。また、別の原始ブラックホール生成モデルにおいて、ブラックホールの生成が空間的に非常に偏って生じることを計算した。ブラックホール同士の相関関数を計算することで、ブラックホールが作る等曲率揺らぎや、ブラックホール連星の生成確率への影響を評価することが出来るようになった。以上の結果を用いて、原始ブラックホールが空間的に偏って生成された場合に観測されるブラックホール連星合体への影響を調べた。他にも初期宇宙の現象論的研究として、WIMPと呼ばれる暗黒物質候補が対消滅した際に宇宙背景輻射に与える影響を評価した。WIMPは弱く相互作用する重い粒子の略称であり、現在の宇宙の暗黒物質を説明する候補の一つである。WIMPモデルでは、初期宇宙でWIMPが対消滅しながら数を減らすことよって、ちょうど現在の宇宙の暗黒物質量を説明できると期待されている。そのため、WIMPモデルを検証するためには、その対消滅のシグナルを捉えることが重要な観測手段になる。私の研究では、WIMPの対消滅が宇宙背景輻射に与える影響を調べた。WIMPの対消滅により初期宇宙のプラズマの電離率が変更されると、宇宙背景輻射のゆらぎのスペクトルが変化しうる。特に、初期宇宙の小スケールに大きな密度揺らぎが存在した場合に作られるコンパクトなミニハローが対消滅を増幅させる効果を研究した。以上の成果を踏まえ、本年度は期待以上の研究を行うことができたと考えている。

The purpose of the study is to investigate the possibility of the initial cosmic phenomenon, and to obtain the following results for the current year. The origin of the original is related to the formation of the two forms of the field. The new theory is used to prove the origin of the field. In particular, the theory of gravity wave generation is carried out. For example, if you want to create a space, you need to create a space. The correlation coefficient between the two stars is calculated and the influence of the constant curvature on the accuracy of the star formation is evaluated. The above results are used to adjust the influence of the original model on the spatial distribution. He studied the phenomenon of the early universe and evaluated the influence of dark matter on the elimination of the cosmic microwave background. WIMP is an abbreviation for weak interaction particles, and a candidate for dark matter in the universe. WIMP is the first universe to be destroyed, the first universe to be destroyed, the second universe to be destroyed, the third universe to be destroyed, the fourth universe, the fourth universe to be destroyed, the fourth universe, the fourth universe to be destroyed, the fourth universe. WIMP is an important means of detection. The study of WIMP eliminates the influence of cosmic microwave background. As WIMP disappears, the ionization rate of the cosmic microwave background in the early universe changes, and the cosmic microwave background changes. In particular, the early universe is small and dense, and the results are studied. The above achievements are expected to be carried out this year.

项目成果

期刊论文数量（20）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Effect of nonlinearity between density and curvature perturbations on the primordial black hole formation

DOI：
10.1103/physrevd.99.123501
发表时间：
2019-03
期刊：
Physical Review D
影响因子：
5
作者：
M. Kawasaki;Hiromasa Nakatsuka
通讯作者：
M. Kawasaki;Hiromasa Nakatsuka

Q-ball decay through A-term in the gauge-mediated SUSY breaking scenario

在规范介导的 SUSY 破坏场景中，Q 球通过 A 项衰减

DOI：
10.1088/1475-7516/2020/04/017
发表时间：
2020
期刊：
Journal of Cosmology and Astroparticle Physics
影响因子：
6.4
作者：
Kawasaki Masahiro;Nakatsuka Hiromasa
通讯作者：
Nakatsuka Hiromasa

Improved sensitivity of interferometric gravitational-wave detectors to ultralight vector dark matter from the finite light-traveling time

提高干涉引力波探测器对有限光传播时间的超轻矢量暗物质的灵敏度

DOI：
10.1103/physrevd.103.l051702
发表时间：
2021
期刊：
Physical Review D
影响因子：
5
作者：
Soichiro Morisaki;Tomohiro Fujita;Yuta Michimura;Hiromasa Nakatsuka;Ippei Obata
通讯作者：
Ippei Obata

Probing oscillons of ultra-light axion-like particle by 21 cm forest