最新宇宙観測結果を用いた宇宙論的磁場の起源、ニュートリノの性質に対する正確な理解

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平成24年度は、まず、前年度に行ったパリティの破れた初期磁場を起源とするCMB揺らぎの3点相関関数バ(イスペクトル)の詳細な解析を行った。ここで、このシグナルはパリティの破れを含まない磁場から生じるシグナルとは別の分離可能な領域にシグナルを持つ事を示し、パリティの破れた磁場の大きさに対して将来観測から期待される制限を見積もった。次に、このような磁場(ベクトル場)をインフレーション期に作り出すような理論モデルに含まれるベクトル場と曲率揺らぎや重力波との間の相互作用から、特徴的なCMB揺らぎのシグナルが作られる事を示した。これは、上記のようなバイスペクトルではなくパワースペクトル(2点相関関数)に表れる事を示し、自己相関であるにも関わらず負にもなりうる事を発見した。これらの研究をまとめた2本の論文は既に出版されている。ベクトル場から生じる「非ガウス的」観測量はCMB揺らぎだけではない。ベクトル場起源の曲率揺らぎは、理論的に計算される物質揺らぎと実際観測される銀河、銀河団分布の不一致性(バイアス)に特徴的なスケール依存性を生み出す。我々はベクトル場から生じるバイアスパラメータを詳細に計算し、一般的なベクトル場運動項を考えた場合銀河団スケールのバイアスパラメータが必ず負になることを発見した。また、CMBバイスペクトルを用いてベクトル場に付随する方向依存性を特定し、背後の初期宇宙モデルの妥当性を検定する方法論を構築するという研究も行っている。これらの研究をまとめた2つの論文は現在査読中であるが、受理に向け前向きな返事を受け取ったところである。以上の研究は、初期宇宙にベクトル場が存在し得るか否か判断するための新しい観測的指標を提示するものであり、将来観測と比較する事によりその答えが得られるものと期待される。