高次元理論における初期宇宙論

超弦理論を始めとして、多くの統一理論の試みは、5以上の時空次元を仮定または予言している。しかし、現在我々が観測できる宇宙は4次元であるから、余分な次元を低エネルギー極限で見えなくする必要がある(dimensional reduction)。容易に予想される様に、この操作には非常に大きな自由度が残されており、4次元有効理論はこの方法に大きく依存している。従って、高次元理論から4次元理論に対する明確な予言を引き出すには、dimensional reductionの方法を特定する必要がある。しかし、dimensional reductionが超高エネルギーで起こった場合、加速器等による実験から直接的な情報を得る事は容易ではないと予想される。そこで、初期において超高エネルギー現象を経験してきた宇宙に目を向けるのは自然であると思われる。この様な理由から、dimensional reductionに対して宇宙論的考察を行うことは非常に重要である。本研究の目的は、高次元理論の観測可能な予含を引き出すこと、及び、初期宇宙論を通してdimensionalreductionと高次元理論についての知見を得ることである。具体的には、DBIインワレーションと呼ばれる超弦理論に基づくインフレーション模型に対して、観測からの制限を求めた。また、今までインフレーションを起こさないと考えられていたconformal couplingを持つスカラー場が、実際にはインフレーションを起こし得ることを示した。他には、6次元ブレーン宇宙モデルの安定性の解析や、重力のヒッグス相を超弦理論の枠内で実現する模型の提唱などを行なった。

超弦理論を始めとして、多くの統一理論の試みは、5以上の時空次元を仮定または予言している。しかし、現在我々が観測できる宇宙は4次元であるから、余分な次元を低エネルギー極限で見えなくする必要がある(dimensional reduction)。容易に予想される様に、この操作には非常に大きな自由度が残されており、4次元有効理論はこの方法に大きく依存している。従って、高次元理論から4次元理論に対する明確な予言を引き出すには、dimensional reductionの方法を特定する必要がある。しかし、dimensional reductionが超高エネルギーで起こった場合、加速器等による実験から直接的な情報を得る事は容易ではないと予想される。そこで、初期において超高エネルギー現象を経験してきた宇宙に目を向けるのは自然であると思われる。この様な理由から、dimensional reductionに対して宇宙論的考察を行うことは非常に重要である。本研究の目的は、高次元理論の観測可能な予含を引き出すこと、及び、初期宇宙論を通してdimensionalreductionと高次元理論についての知見を得ることである。具体的には、DBIインワレーションと呼ばれる超弦理論に基づくインフレーション模型に対して、観測からの制限を求めた。また、今までインフレーションを起こさないと考えられていたconformal couplingを持つスカラー場が、実際にはインフレーションを起こし得ることを示した。他には、6次元ブレーン宇宙モデルの安定性の解析や、重力のヒッグス相を超弦理論の枠内で実現する模型の提唱などを行なった。