超対称素粒子模型の宇宙論への応用

素粒子の超対称模型は、標準模型に内在する階層性の問題の解となり得ると共に大統一理論に成功の可能性を与えるため、多くの研究者が興味をもって研究を行っている。特にこの模型はさまざまな新しい粒子が導入されるため、宇宙論的にも極めて興味深い。本研究においては、超対称模型に現れるさまざまな粒子が宇宙の進化・発展に与える影響について、特に宇宙背景放射の物理に着目して研究を行った。超対称模型に現れるスカラー場は宇宙初期に大きな振幅を持つ可能性がある。この場合、宇宙背景放射はそのスカラー場の崩壊生成物によって作られるなど、宇宙発展のシナリオが大きな変更を受ける。このような宇宙進化のシナリオはこれまで多く提唱されてきたが、その実験・観測的な検証は困難であると思われてきた。本研究においては、このようなシナリオが宇宙背景放射の揺らぎを精密に観測することでテストされる可能性があることを指摘した。特にこのようなシナリオにおいては、宇宙の密度揺らぎに断熱的揺らぎと等曲率揺らぎが相関を持って現れうることを発見し、その結果宇宙背景放射のパワースペクトルに特徴的なシグナルが現れうることがわかった。ここで得られた結果は、MAP実験の結果を用いてさまざまな宇宙進化の模型をテストするにあたって重要な情報を与えるものである。そのような粒子の一例として、右巻きニュートリノの超対称パートナーである右巻きスニュートリノがあげられる。右巻きスニュートリノはその崩壊によって宇宙のバリオン数非対称性を説明する可能性を与える重要な粒子であるが、本研究においてはそのシナリオについての詳細な研究も行い、具体的な模型においてどのような宇宙背景放射のパワースペクトルが得られるかを調べると共に、MAP実験に対する影響も議論した。

素粒子の超対称模型は、標準模型に内在する階層性の問題の解となり得ると共に大統一理論に成功の可能性を与えるため、多くの研究者が興味をもって研究を行っている。特にこの模型はさまざまな新しい粒子が導入されるため、宇宙論的にも極めて興味深い。本研究においては、超対称模型に現れるさまざまな粒子が宇宙の進化・発展に与える影響について、特に宇宙背景放射の物理に着目して研究を行った。超対称模型に現れるスカラー場は宇宙初期に大きな振幅を持つ可能性がある。この場合、宇宙背景放射はそのスカラー場の崩壊生成物によって作られるなど、宇宙発展のシナリオが大きな変更を受ける。このような宇宙進化のシナリオはこれまで多く提唱されてきたが、その実験・観測的な検証は困難であると思われてきた。本研究においては、このようなシナリオが宇宙背景放射の揺らぎを精密に観測することでテストされる可能性があることを指摘した。特にこのようなシナリオにおいては、宇宙の密度揺らぎに断熱的揺らぎと等曲率揺らぎが相関を持って現れうることを発見し、その結果宇宙背景放射のパワースペクトルに特徴的なシグナルが現れうることがわかった。ここで得られた結果は、MAP実験の結果を用いてさまざまな宇宙進化の模型をテストするにあたって重要な情報を与えるものである。そのような粒子の一例として、右巻きニュートリノの超対称パートナーである右巻きスニュートリノがあげられる。右巻きスニュートリノはその崩壊によって宇宙のバリオン数非対称性を説明する可能性を与える重要な粒子であるが、本研究においてはそのシナリオについての詳細な研究も行い、具体的な模型においてどのような宇宙背景放射のパワースペクトルが得られるかを調べると共に、MAP実験に対する影響も議論した。