修正重力理論に基づく暗黒物質の探索

基于修正引力理论寻找暗物质

• 批准号: 15J06973
• 负责人: 桂川 大志
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J06973/
• 关键词: 修正重力理論; 暗黒エネルギー; 暗黒物質; 中性子星

本年度は、F(R)重力理論と呼ばれる理論を用いて、修正重力理論を起源とする暗黒物質の可能性について研究を行った。F(R)重力理論において、スカラー場の自由度が新たに現れることが知られており、古典的には、このスカラー場が宇宙の加速膨張を引き起こしうることが知られている。また、このスカラー場の持つ性質として、カメレオン機構と呼ばれる性質が挙げられる。宇宙の加速膨張を説明するために導入されるスカラー場の自由度は、一般に、重力相互作用の変更をもたらすが、太陽系内の観測結果からは、そのような重力の変更が強く制限されている。この観測的制限を回避するのが、カメレオン機構である。銀河間のようにほとんど何もない領域では、スカラー場は軽いままであるが、重力の強いところや物質が存在するところでは、スカラー場は重くなり伝搬しなくなる。その結果、太陽系内での制限を満たしながら、宇宙の加速膨張を説明することが可能となる。本研究では、このスカラー場を量子化することで、新たなスカラー粒子として取り扱い、このスカラー粒子が暗黒物質となり得る可能性について研究を行った。まず、このスカラー粒子と標準模型素粒子との相互作用を明らかにし、また、カメレオン機構を考慮ながら、スカラー粒子の質量と安定性に関する解析を行った。場の量子論を用いてスカラー粒子の有効理論を構成することで、スカラー粒子が宇宙年齢程度の寿命を持つための条件を導出し、この結果からF(R)重力理論の１つの模型におけるパラメータに対して制限を与えることに成功した。本研究は、松崎真也氏との共同研究に基づいており、研究結果は、Physical Reviews Dに掲載された。

This year, the F(R) gravity theory and its application, the revised gravity theory and the possibility of dark matter were studied. F(R) gravity theory, the degree of freedom of the field, the new theory, the classical theory, the accelerated expansion of the universe. The nature of the field and the nature of the organization. The acceleration of the universe is explained by the introduction of the degree of freedom of the space field, the change of gravity, the change of gravity in the solar system, and the change of gravity. The limit of this test is avoided. In the Milky Way, there is no space, there is no space, there is no gravity, there is no matter, there is no space, there is no space, there is no gravity, there is no matter, there is no gravity, there is no matter. The results, the limits of the solar system, the acceleration of the universe, and the possibilities. In this paper, we study the possibility of quantization of dark matter particles and dark matter particles. The interaction between particles and standard model particles is analyzed in detail, taking into account the mass and stability of particles. The quantum theory of fields is used to form an effective theory of the scara-particle, and the conditions for the scara-particle to last for as long as the universe's years are derived. This result is the success of the one-dimensional model of F(R) gravity theory, which is subject to the constraints imposed by the scara-particle model. This study is based on a joint study by Makiya Matsuzaki and the results of this study are published in Physical Reviews D.

项目成果

F(R)重力理論における暗黒物質候補の研究

F(R)引力理论中暗物质候选者的研究

• 发表时间: 2016
• 作者: T. Katsuragawa;S. Nojiri;T. Katsuragawa;Taishi Katsuragawa;Taishi Katsuragawa;桂川大志
• 通讯作者: 桂川大志

Institut de Ciencies de l’Espai(スペイン)

西班牙科学学院（西班牙）

Compact stars in massive gravity: theoretical analysis

巨大引力下的致密恒星：理论分析

• 发表时间: 2015
• 作者: T. Katsuragawa;S. Nojiri;T. Katsuragawa;Taishi Katsuragawa;Taishi Katsuragawa;桂川大志;Taishi Katsuragawa;Taishi Katsuragawa;T. Katsuragawa
• 通讯作者: T. Katsuragawa

Palatini-Born-Infeld Gravity and Black Hole Formation

Palatini-Born-Infeld 引力和黑洞形成

• 发表时间: 2014
• 作者: J. Moritani;Y.Kayaki;T.Ikariya;S. Nojiri
• 通讯作者: S. Nojiri

Palatini–Born–Infeld gravity, bouncing universe, and black hole formation

帕拉蒂尼

• DOI: 10.1016/j.physletb.2016.01.054
• 发表时间: 2016
• 期刊: Physics Letters B
• 影响因子: 4.4
• 作者: M. Komada;S. Nojiri;T. Katsuragawa
• 通讯作者: T. Katsuragawa