超対称性・超重力理論に基づくインフレーション宇宙論の研究

本年度の研究成果のうちまず特筆すべきことは、超重力理論のもとではじめてカォティックインフレーションを自然に起こす機構を発見することに成功したことである。ここでは非正準な運動項を持つ場を導入することによって、スカラーポテンシァルの指数関数的発散を回避するとともに、グラビチ-ノに大きな質量を与えることが可能になり、エントロピー過剰生成の問題も解決されるようになったものである。このモデルではもちろん先に我々が提唱したスカラーニュートリノによるカォティックインフレーションの利点はすべて保存されており、これによって初期宇宙の進化を記述するより現実的な素粒子モデルができたといえる。このほか、超対称性の入ったインフレーション宇宙においてスカラークォークからどのようなバリオン数揺らぎが生成するかを計算し、どのような場合においても宇宙論的に意義のあるスペクトルは得られないことがわかった。さらに、インフレーション時代のスカラー場の挙動を解析し、質量が零であっても適当な自己相互作用があればドジッター不変な状態に漸近することを示した。また、コスミックストリングループの運動をゲージ場やスカラー場の運動方程式を直接解くことによって数値的に解析し、南部後藤作用から得られる運動とよく一致することを見出した。これはループからの重力波放出の従来の計算結果を支持するものである。以上のほか、銀河分布のシミュレーションのカウントインセル法による解析、および電弱相転移における熱的揺らぎの大きさに関する論文を執筆し、現在投稿中である。

本年度の研究成果のうちまず特筆すべきことは、超重力理論のもとではじめてカォティックインフレーションを自然に起こす機構を発見することに成功したことである。ここでは非正準な運動項を持つ場を導入することによって、スカラーポテンシァルの指数関数的発散を回避するとともに、グラビチ-ノに大きな質量を与えることが可能になり、エントロピー過剰生成の問題も解決されるようになったものである。このモデルではもちろん先に我々が提唱したスカラーニュートリノによるカォティックインフレーションの利点はすべて保存されており、これによって初期宇宙の進化を記述するより現実的な素粒子モデルができたといえる。このほか、超対称性の入ったインフレーション宇宙においてスカラークォークからどのようなバリオン数揺らぎが生成するかを計算し、どのような場合においても宇宙論的に意義のあるスペクトルは得られないことがわかった。さらに、インフレーション時代のスカラー場の挙動を解析し、質量が零であっても適当な自己相互作用があればドジッター不変な状態に漸近することを示した。また、コスミックストリングループの運動をゲージ場やスカラー場の運動方程式を直接解くことによって数値的に解析し、南部後藤作用から得られる運動とよく一致することを見出した。これはループからの重力波放出の従来の計算結果を支持するものである。以上のほか、銀河分布のシミュレーションのカウントインセル法による解析、および電弱相転移における熱的揺らぎの大きさに関する論文を執筆し、現在投稿中である。