非平衡系熱場の理論を用いた素粒子論的宇宙論の統一的理解

使用非平衡热场理论统一理解粒子宇宙学

• 批准号: 12J09035
• 负责人: 向田 享平
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J09035/
• 关键词: 素粒子論的宇宙論; 熱場の理論; スカラー場; カーバトン; サクシオン; 再加熱; インフレーション

本年度の研究は大きく二つトピックに分かれる。(i) インフレーション模型と再加熱の研究、(ii) インフレーション理論とバリオン生成・暗黒物質生成の整合性に関する研究、である。以下順に説明する。(i) インフレーション後にインフラトンは莫大なエネルギーを転換して熱い宇宙を作らねばならない。従って、インフラトンと輻射は必然的に相互作用項を持ち、これを通じてエネルギーが転換される。1. 暗黒物質の候補であるZ2対称性で安定化されたスカラー場がインフレーションと再加熱も引き起こせることを示した。再加熱過程においてこれまでの研究が本質的な役割を果たす。2. 仮にインフラトンと輻射が高次元項を含めて露わな相互作用項を持っていなくとも、重力相互作用を通じて輻射が生成されることを示した。この効果は修正重力理論で顕著になる。またこれを通じてグラビトンが生成されることも指摘した。3. 単純なインフラトン模型のような一自由度実スカラー場であってもoscillonと呼ばれる局在した配位になる場合がある。これが、非相対論的極限における近似的な対称性の回復に伴うnon-topological solitonとして理解できることを示した。(ii) 高スケールのインフレーション模型ではインフレーション中に軽いスカラー場がisocurvature揺らぎを出して宇宙論的な観測で強く制限されうる。1. Affleck-Dine模型や2. axion模型について調べた。1. isocurvature揺らぎの制限から再加熱温度は低くなる。その下で暗黒物質とバリオン非対称性を説明できるシナリオを提示した。2. PQ対称性がインフレーション後に破れれば良いが、その際axion暗黒輻射が過剰に生成されうるためこの過程を精査した。PQスカラーと有限温度の輻射との次元5の相互作用が重要な役割を果たすことを指摘した。

This year's research is a big one. (i)Research on the Infineon model and reheating, and (ii) research on the integration of Infineon theory and the formation of dark matter. The following is an explanation. (i)The universe is a place where the sun shines brightly and the sun shines brightly. The interaction term of radiation is necessary to maintain the stability of the system. 1. Dark matter candidates Z2 symmetry stability, field reheating, and heat transfer The reheating process is the essential part of the study. 2. The radiation term is high, the interaction term is high, the gravitational interaction term is high, the radiation term is high, and the gravitational interaction term is high. The result is a modified gravity theory. This is the first time I've ever seen a woman. 3. The pure model has one degree of freedom, one oscillation and one coordination. The limit of this theory is approximate, and the solution is non-topological. (ii)The model of cosmology is strongly constrained by cosmological measurements. 1. Affleck-Dine model 2. axion model. 1. Isocurvature Dark matter is not symmetric. 2. PQ is a very important part of the process of radiation generation. The interaction of finite temperature radiation and five dimensions is an important factor in the process of radiation reduction.

项目成果

Dynamics of scalar condensation in the early universe

早期宇宙中标量凝聚的动力学

• 发表时间: 2012
• 作者: Yuichi Ito;Taiji Ueno;Shinji Kitagami;& Jun Kawaguchi;向田享平;Kyohei Mukaida
• 通讯作者: Kyohei Mukaida

Curvaton Dynamics Revisited

重温 Curvaton 动力学

• 发表时间: 2014
• 期刊: arXiv
• 作者: Kyohei Mukaida;Kazunori Nakayama;Masahiro Takimoto
• 通讯作者: Masahiro Takimoto

Dissipative Effects on Reheating after Inflation

• DOI: 10.1088/1475-7516/2013/03/002
• 发表时间: 2012-12
• 期刊: Journal of Cosmology and Astroparticle Physics
• 影响因子: 6.4
• 作者: K. Mukaida;K. Nakayama

Electroweak corrections to W-boson pair production at the LHC

对 LHC 中 W 玻色子对产生的电弱校正

• DOI: 10.1007/jhep11
• 发表时间: 2012
• 期刊: Journal of High Energy Physics
• 影响因子: 5.4
• 作者: A. Bierweiler;T. Kasprzik;J. H. Kühn;S. Uccirati
• 通讯作者: S. Uccirati

Correspondence of I- and Q-balls as Non-relativistic Condensates

I 球和 Q 球作为非相对论性凝聚体的对应关系

• DOI: 10.1088/1475-7516/2014/08/051
• 发表时间: 2014
• 期刊: JCAP
• 作者: D. Wakabayashi;N. Funamori;and T. Sato;D. Wakabayashi and N. Funamori;若林大佑;K. Mukaida and M. Takimoto
• 通讯作者: K. Mukaida and M. Takimoto