インフレーション宇宙の予言に対する量子論的補正の研究

今年度は、年次計画1年目と2年目に計画していた2つの研究テーマに取り組んだ。1.初期宇宙のインフレーションについて、テンソルゆらぎが宇宙マイクロ波背景中に観測された場合、Lyth boundとよばれる場の変位についての制限が問題となることが知られている。この研究では、Generalized G-inflationとよばれる一般的なインフレーションの枠組みにおいて、(適当な仮定のもとで)Lyth boundにより生じるような問題を回避することができ、インフレーションを整合的に記述できることを明らかにした。またGeneralized G-inflationモデルに導入される非正準運動項によって生じうる量子論的補正が問題視されていたが、インフレーション中であればこのような量子論的補正は問題にならないということも示した。2.最新の宇宙マイクロ波背景放射の観測等から、非常に平らなポテンシャルをもつインフレーションモデルが初期宇宙のモデルとして支持されているが、これらのモデルでは大きな場の値で量子ゆらぎの効果が支配的になることが期待される。この研究では、ストキャスティック・インフレーションと呼ばれる手法を用いて、このようなポテンシャルを持つモデルをいくつかの境界条件の場合で解析し、その時間発展についての解析解・数値解を求めた。この解析から、アトラクターになると期待される初期条件が、大きな量子ゆらぎ効果により一般には実現されないということを明らかにした。

今年度は、年次計画1年目と2年目に計画していた2つの研究テーマに取り組んだ。1.初期宇宙のインフレーションについて、テンソルゆらぎが宇宙マイクロ波背景中に観測された場合、Lyth boundとよばれる場の変位についての制限が問題となることが知られている。この研究では、Generalized G-inflationとよばれる一般的なインフレーションの枠組みにおいて、(適当な仮定のもとで)Lyth boundにより生じるような問題を回避することができ、インフレーションを整合的に記述できることを明らかにした。またGeneralized G-inflationモデルに導入される非正準運動項によって生じうる量子論的補正が問題視されていたが、インフレーション中であればこのような量子論的補正は問題にならないということも示した。2.最新の宇宙マイクロ波背景放射の観測等から、非常に平らなポテンシャルをもつインフレーションモデルが初期宇宙のモデルとして支持されているが、これらのモデルでは大きな場の値で量子ゆらぎの効果が支配的になることが期待される。この研究では、ストキャスティック・インフレーションと呼ばれる手法を用いて、このようなポテンシャルを持つモデルをいくつかの境界条件の場合で解析し、その時間発展についての解析解・数値解を求めた。この解析から、アトラクターになると期待される初期条件が、大きな量子ゆらぎ効果により一般には実現されないということを明らかにした。