アクシオンの量子性で迫る宇宙の起源と暗黒物質の正体

通过轴子的量子性质探讨宇宙的起源和暗物质的真实本质

• 批准号: 22K03621
• 负责人: 菅野 優美
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kyushu 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 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03621/
• 关键词: アクシオン; 重力波; 暗黒物質; ドメインウォール; 宇宙の起源

初期宇宙の理論であるインフレーション理論は、私たちの宇宙が量子揺らぎから始まったことを示唆している。しかし私たちの宇宙の起源が、確かに量子揺らぎだったという証拠は未だに見つかっていない。私たちの宇宙が確かに量子ゆらぎから始まったという証拠を見つけるために、宇宙初期に量子ゆらぎから直接生成されるアクシオンの量子性に着目した。質量のないグラビトンの場合は、その量子状態はインフレーション中の激しい粒子生成によって、膨大な数のグラビトンが詰まった量子状態（スクイーズ状態）になることが分かっている。しかし、質量を持つアクシオンが、グラビトンと同様にスクィーズ状態になるかは明らかではない。そこでアクシオンがインフレーション中にスクィーズ状態になるかを調べた。その結果、アクシオンの質量は非常に小さいため、グラビトン同様スクィーズ状態になることが分かった。また、宇宙の構造形成を引き起こす重力源は、暗黒物質だと分かっているものの、未だに直接検出されていない。最近、アクシオンが暗黒物質であるという説が有力になっている。このアクシオンは宇宙における相転移で形成されるドメインウォールを形成し、暗黒物質に寄与していると考えられている。そこで、重力波がこのアクシオンドメインウォールを通過することにより、円偏光が生成されることを示した。この円偏光が検出されれば、アクシオンドメインウォールの存在を示唆することになり、暗黒物質に寄与していることが判明する。

通货膨胀理论是宇宙的早期理论，表明我们的宇宙始于量子波动。但是，尚无证据表明我们宇宙的起源无疑是量子波动。为了找到证据表明我们的宇宙肯定始于量子波动，我们专注于轴的量子性质，这些量的量子性质直接是由早期宇宙中的量子波动产生的。对于无质量的引力，众所周知，由于通货膨胀期间，量子状态变成了量子状态（挤压状态），该量子充满了大量的重力。但是，尚不清楚像Graviton一样，是否会像Graviton一样处于挤压状态。因此，我们检查了在通货膨胀时是否会挤压轴。结果，发现轴的质量很小，并且像重力一样被挤压。此外，尽管众所周知，引起宇宙结构形成的重力来源是暗物质，但尚未直接检测到它。最近，有一个强烈的理论认为轴是暗物质。该轴是由宇宙中的相变形成的域壁，被认为有助于暗物质。因此表明，重力波穿过该轴域壁以产生圆形的偏振光。如果检测到这种圆极化的光，则表明存在轴域壁，并发现有助于暗物质。

项目成果

Sugumi Kanno Web Site

菅野杉美网站

九州大学 宇宙物理理論研究室

九州大学天体物理理论实验室

A realistic U(2) model of flavor

真实的 U(2) 风味模型

• DOI: 10.1007/jhep08
• 发表时间: 2018
• 期刊: Journal of High Energy Physics
• 影响因子: 5.4
• 作者: M. Linster;R. Ziegler
• 通讯作者: R. Ziegler

Exploring the Early Universe with Gravitons

用引力子探索早期宇宙

• 发表时间: 2022
• 作者: Sugumi Kanno;Jiro Soda;Sugumi Kanno;Sugumi Kanno;菅野 優美;Sugumi Kanno
• 通讯作者: Sugumi Kanno

エンタングルメントを用いたグラビトンの間接検出

利用纠缠间接探测引力子

• 发表时间: 2022
• 作者: Sugumi Kanno;Jiro Soda;Sugumi Kanno;Sugumi Kanno;菅野 優美;Sugumi Kanno;菅野 優美
• 通讯作者: 菅野 優美