将来の高精度スペクトル分解に向けた原始密度揺らだの理論的及び観測的研究

インフラトンの正体を探る上で揺らぎのNon-gaussianity(非線形性)を多くのインフレーションモデルに関して詳細に計算することが急務であり、こねこは非線形な宇宙論的摂動論が鍵となる。そこで全てのインフレーションモデルで適用でき、より詳細な高次非線形効果を得ることができる非線形の宇宙論的摂動論の構築を目指す。この研究目的に関して、私と向山氏(東大IPMU准教授)、佐々木氏(京大基研教授)との共同研究として、長波長展開二次までの一般解を用いた初期密度揺らぎの発展を支配する基礎方程式を発見した。従来宇宙のホライズンを超えた、長波長揺らぎの成長は超波長展開の最低次に対芯したδN-formalism (Sasaki & Stewart 96)が知られており、現生世界中の研究者がこの有用な定式化を用いて、より一般的なインフレーションモデルが示すNon-gaussianity量を計算し、将来的な観測との比較のため準備をすすめている。しかし、実際は展開の次のオーダーで時間発展を伴い、場合によってはその効果で揺らぎの振幅やその非ガウス統計性が増大するという結果がある。この研究は従来のδNという手法を超えた画期的な成果である。本年度は、この定式化の拡張を研究してきた。特にインフラトンが単数でしか完成していなかった我々の定式化を複数場へ拡張することを目的とした。これはより一般的な状況下で、注目していた展開2次の効果が現れるので、インフラトンの正体を探る上で、重要な示唆を与えることができると考えられる。この研究は一定の成果が出ており、国内外の研究会で成果発表を行った。現在この複数場の定式化の最終的な整合性を、様々な角度から検討中であり、論文にまとめる最終段階こある。

インフラトンの正体を探る上で揺らぎのNon-gaussianity(非線形性)を多くのインフレーションモデルに関して詳細に計算することが急務であり、こねこは非線形な宇宙論的摂動論が鍵となる。そこで全てのインフレーションモデルで適用でき、より詳細な高次非線形効果を得ることができる非線形の宇宙論的摂動論の構築を目指す。この研究目的に関して、私と向山氏(東大IPMU准教授)、佐々木氏(京大基研教授)との共同研究として、長波長展開二次までの一般解を用いた初期密度揺らぎの発展を支配する基礎方程式を発見した。従来宇宙のホライズンを超えた、長波長揺らぎの成長は超波長展開の最低次に対芯したδN-formalism (Sasaki & Stewart 96)が知られており、現生世界中の研究者がこの有用な定式化を用いて、より一般的なインフレーションモデルが示すNon-gaussianity量を計算し、将来的な観測との比較のため準備をすすめている。しかし、実際は展開の次のオーダーで時間発展を伴い、場合によってはその効果で揺らぎの振幅やその非ガウス統計性が増大するという結果がある。この研究は従来のδNという手法を超えた画期的な成果である。本年度は、この定式化の拡張を研究してきた。特にインフラトンが単数でしか完成していなかった我々の定式化を複数場へ拡張することを目的とした。これはより一般的な状況下で、注目していた展開2次の効果が現れるので、インフラトンの正体を探る上で、重要な示唆を与えることができると考えられる。この研究は一定の成果が出ており、国内外の研究会で成果発表を行った。現在この複数場の定式化の最終的な整合性を、様々な角度から検討中であり、論文にまとめる最終段階こある。