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New Avenues in Axion Cosmology

轴子宇宙学的新途径

基本信息

批准号：
22K03595
负责人：
小林洸
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本計画の目的は、未だ発見されていない素粒子であるアクシオンの研究を通して、宇宙の様々な現象や宇宙進化を統一的に理解する事である。そのためにはミクロのスケールを記述する素粒子物理学と、マクロのスケールにおける天文・宇宙物理学を組み合わせる多角的な手法を用いる事が重要である。本年度は、具体的には以下のような研究を行った。（１）アクシオンを位相方向として持つ複素スカラー場である Peccei-Quinn 場によって、宇宙のインフレーションの起源・暗黒物質の正体・Strong CP 問題をまとめて解決する可能性を調べた。特に Peccei-Quinn 場によるインフレーションが、理論の紫外完備の詳細に強く依存する点に着目し、高次元演算子による観測量への影響を包括的に解析した。更にこの解析結果を用いて、紫外完備に依存する高次元演算子への強い制限を導出した。また、インフレーション後の Peccei-Quinn 場のダイナミクスが、宇宙の再加熱やアクシオン暗黒物質の生成に与える影響を調べた。（２）アクシオン場の量子揺らぎが、インフレーション中に位相空間の特定方向において抑圧される（いわゆるスクイーズド状態になる）現象を調べた。スクイーズド状態がインフレーション後のアクシオン場の時間発展によって強く影響される事を明らかにし、この事象を解析的・数値的な手法を組み合わせる事で詳細に調べた。更に、スクイーズド状態とアクシオン暗黒物質の等曲率揺らぎとの関係についても明らかにした。

The purpose of this project is to conduct research on elemental particles that have yet to be seen.を通して、Cosmos の様々なphenomenon やUniverse evolutionをUnified にUnderstanding する事である.そのためにはミクロのスケールを Description of するprime particle physics と, マクロのスケールにおけるAstronomy and cosmology physicsをgroupみ合わせるなtechniquesを Useいる事がimportantである. This year's detailed research is as follows. (1) アクシオンをphase direction としてhold つ Complex element スカラーfield である Peccei-Quinn Field によって, universe のインフレーションのgenesis・Dark matter の正体・Strong CP problem をまとめて solution するpossibility を Adjustment べた. Special Peccei-Quinn Field analysis, ultraviolet completeness of theory, detailed analysis of dependence, high-dimensional operator measurement, influence, and analysis. The analysis results of the updated analysis are derived using the high-dimensional operator and the ultraviolet complete dependence.また、インフレーション后の Peccei-Quinn The field of field, the reheating of the universe, the creation of dark matter, and the influence of the universe. (2) Specifications of the アクシオン field's quantum 揺らぎが and the インフレーション中にphase space Direction において suppress pressure される（いわゆるスクイーズド status になる）phenomenon べた.スクイーズド Status がインフレーション后のアクシオン场の时発综合によってstrongく Impact される事を明らかにし、この事　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ifies in the numerical value of the な technique を group み合Change the status of the dark black matter and the curvature of the dark matter.