物質反物質非対称性の起源と暗黒物質およびインフレーション理論に関する研究

物质-反物质不对称性起源、暗物质和暴胀理论研究

基本信息

批准号：
16J02529
负责人：
山田將樹
金额：
$ 3.33万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J02529/
关键词：
インフレーションランドスケープ超弦理論暗黒物質

项目摘要

インフレーション理論は地平線問題や平坦性問題などの宇宙論的な諸問題の解決や、宇宙の構造形成の種の生成などの成功を収め、観測的にも確かな理論である。インフレーションのモデルには様々なものが提案されてきているが、本研究では理論的に他のモチベーションのあるモデルにのみ注目した。特に、超弦理論やその低エネルギー有効理論である超重力理論において自然に実現されるモデルに注目して研究を行った。超弦理論の低エネルギー有効理論においては、モジュライと呼ばれる軽いスカラー場がO(100)個現れることが知られており、これを用いてインフレーションを引き起こすことができる。このモジュライのポテンシャルは、場の個数が大量にあることから、大数の法則によってガウス性をもつ相関関数によってモデル化されることが期待される。このポテンシャルの統計的性質をで詳細に調べたことにより、垂直方向のスカラー場の質量がインフレーションのエネルギースケールよりも大きくなる条件を明らかにし、自然なパラメータの範囲ではゆらぎの非ガウス性や等曲率揺らぎの値が無視できることを示した。また、ガウス性を持つ相関関数から具体的なポテンシャルの形をランダムに生成する方法を提案した。これによって生成されたポテンシャルを用いて擬真空間のトンネル効果やインフラトンのダイナミクスを解析した結果、複雑な多次元のポテンシャルを用いてもインフレーションの予言は１次元の場合と同様であることを示した。さらに、我々の宇宙の曲率揺らぎの振幅の観測値を自然に再現するためには超対称性の破れのエネルギースケールの値に対して条件がつくことを示した。

通货膨胀理论是一个可观察的理论，在解决宇宙学问题（例如地平线和平坦问题）方面的成功，并为宇宙结构的形成创造物种。已经提出了各种通货膨胀模型，但是在这项研究中，我们仅专注于理论上的其他动机模型。特别是，我们专注于自然而然地实现的模型及其低能量有效理论超级重力理论。在低能量有效理论中，众所周知，出现了称为模块的o（100）轻标量场，可用于通货膨胀。由于磁场的数量很大，因此可以预期，该模量的潜力将由大量定律以高斯相关函数进行建模。对该电位的统计特性的详细检查表明，垂直标量场场的质量大于通货膨胀的能量尺度，这表明波动的非高斯性质以及在自然参数范围内可以忽略不计的同化波动的值。我们还提出了一种从与高斯性质的相关函数中随机产生特定电位形状的方法。使用此势能产生的电势对隧道效应和基源的动力学进行的分析表明，即使有复杂的多维电位，通货膨胀的预测也与一维情况相同。此外，我们已经表明，为了自然地重现我们宇宙中曲率波动振幅的观察到的值，为超对称断裂的能量尺度值建立了一个条件。