非線形効果を考慮したインフレーション宇宙論の探求

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研究課題「非線形効果を考慮したインフレーション宇宙論の探求」に関する研究の一環として、マックスブランク研究所の小松英一郎氏との共著の"Bispectrum from open inflation"というタイトルの論文と、単著の"In-in formalism on quantum tunneling background : multi-dimensional quantum mechanics"というタイトルの論文を完成させたことが本年度の主な成果として挙げられる。両研究ともに、超高エネルギーの物理を記述する理論の候補である弦理論から、観測的に予想されている宇宙初期の加速膨張期(インフレーション期)の物理的起源を説明する試みである、弦理論的宇宙論についての研究である。弦理論的宇宙論によると、インフレーション中にスカラー場の量子トンネリングがバブル生成を通じて起こるということが示唆されるが、本研究では量子トンネリング中のゆらぎの非線形発展を調べ、量子トンネリングが宇宙の原始ゆらぎの非ガウス性に与える影響を求めた。後者の論文で、量子トンネリング中のゆらぎの非線形発展の定式化をおこない、前者の論文で、その定式化をオープンインフレーションと呼ばれるインフレーション中に量子トンネリングが起こるモデルに応用し、そのモデルにおける宇宙の原始ゆらぎの非ガウス性を具体的に計算した。宇宙の原始ゆらぎの非ガウス性は観測と関連する量であり、インフレーションの物理的起源の解明や、弦理論の観測的検証に向けて、ここで得られた結果が将来的に用いられる可能性がある。