宇宙の位相的欠陥と宇宙線

宇宙中的拓扑缺陷和宇宙射线

基本信息

批准号：
07247207
负责人：
川崎雅裕
金额：
$ 0.9万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

宇宙初期の相転移によって作られるコスミック・ストリングからの粒子生成率の評価を粒子生成が起こる様々な場合に対して行った。その結果、従来、もっともよく議論されてきたストリング・ループが重力波を出して、最終的に消滅する際の粒子生成は極めて微少で、観測されている超高エネルギーの宇宙線を説明するのには不十分であることがわかった。しかし、コスミック・ストリングのカスプと呼ばれる部分からの粒子生成は無視できなく、コスミック・ストリングを作る相転移のスケールが素粒子の大統一理論で期待される値よりも小さい(中間スケール)場合には超高エネルギーの宇宙線の起源となる可能性があることがわかった。これは素粒子の大統一理論のスケールでコスミック・ストリングが作られるという元々のアイデアとは整合しないが、もし実際に、超高エネルギーの宇宙線の起源がコスミック・ストリングであれば、新たなスケールの存在をを予言することになり、素粒子物理的にも重要である。したがって、今後の課題としてコスミック・ストリングのカスプからの粒子生成をより正確に評価し、観測されている超高エネルギーの宇宙線を本当に説明できるのかをさらに詳しくみていくことが必要になると同時に、中間スケールでコスミック・ストリングが作られる可能性を素粒子物理的観点からも調べる必要がある。また、高エネルギー宇宙線と関連して、宇宙初期に高エネルギーの荷電粒子が存在した場合にそれが宇宙のバックグランドのプラズマと反応して大量の高エネルギー光子を作る過程(電磁カスケード過程)を調べて、それが宇宙初期に作られた軽元素に与える影響を調べた。その結果、高エネルギーの荷電粒子が作られる時期や存在量に対して厳しい制限を得た。

评估了早期宇宙中相位转变产生的粒子产生速率，以颗粒产生的各种情况。结果表明，讨论最多的弦循环会产生重力波并最终消失，并且粒子的产生非常小，并且不足以解释观察到的超高能宇宙射线。然而，从称为cusps的宇宙弦的部分产生粒子并不可以忽略不计，并且已经发现，如果创建宇宙弦的相变的比例小于元素粒子的宏伟统一理论（中等规模）所期望的值，则可以是超高能量宇宙射线的起源。这与最初的想法是在基本颗粒的大统一理论的规模上创建的原始想法，但是实际上，如果实际上，超高能量宇宙射线的起源是宇宙弦，则可以预测新量表的存在，这在物理性方面也很重要。因此，作为未来的挑战，有必要更准确地从宇宙弦的尖c中评估粒子的产生，并更详细地检查观察到的超高能量宇宙射线是否可以真正解释，同时，有必要研究从基本粒子物理粒子的角度创建宇宙弦的可能性。此外，与高能量宇宙射线有关，我们研究了宇宙早期存在高能电荷颗粒的过程（电磁级联进程），在宇宙的早期存在，与宇宙背景中的血浆作出反应，以创建大量的高能量光子，并研究了它们对早期宇宙中宇宙产生的效果的影响。结果，对高能电荷颗粒的时间和丰度达到了严格的限制。