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重力波を用いた素粒子論的初期宇宙の研究

利用引力波的粒子理论研究早期宇宙

基本信息

批准号：
13J08360
负责人：
神野隆介
金额：
$ 1.92万
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：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J08360/
关键词：
初期宇宙重力波インフレーション相転移高エネルギー物理

项目摘要

【インフラトン起源の重力波生成】インフレーション終了期に、インフラトンのコヒーレント振動がもたらす重力子(重力波)生成を研究した。まず、重力及びインフレーションを仮定した場合に理論的に最小限のセットアップを研究し、重力波生成が実際起こるものの、観測に足るだけの振幅を持たないことを示した。しかし、インフラトンと重力とが結合する(=最小限でない)場合には、重力子を含む特徴的な粒子生成が起こる可能性がある。そこで特に、素粒子標準模型のヒッグス場をインフラトンとして用いるような模型に現れる結合に着目し、粒子生成の解析を行った。まずこのような系を一般に解析する手法を提案した後、微分型と呼ばれる結合を持つ場合の粒子生成を研究した。結果として、理論に不安定性があること、及び重力子の共鳴生成が起こる可能性を指摘した。また、博士論文において微分型でない結合を持つ場合の解析も行った。【ヒッグス相転移起源の重力波生成】宇宙の相転移が重力波生成を伴う可能性は広く知られているが、標準模型ヒッグス場による相転移は非常に弱く、重力波生成も非常に少ない。一方、素粒子標準模型は自身の欠陥のため拡張が必要であり、そのような拡張において新たなスカラー場が現れることが多い。このスカラー場の存在に起因して、ヒッグスの相転移の性質が変化し、観測可能な痕跡が生まれる可能性が研究されていた。ここで私は、先行研究が「熱化」したスカラー場のみを考えていることに着目した。実はスカラー場は必ずしも「熱化」しておらず、時間変化する期待値を持って「運動」することがある。このスカラー場の時間変化が、標準模型ヒッグス場の転移スケール及びその４点結合のエネルギー依存性を変更し、相転移が１次相転移(強い相転移)となる可能性を研究した。実際、模型のパラメータによっては１次相転移が起こり、それに伴う重力波が将来的に観測可能であることが示された。

[Gravity wave generation from the origin of gravity] The generation of gravitons (gravity waves) in the final period of vibration is studied. A study of the minimum amplitude of gravity wave generation and measurement in the case of gravity wave In the case of gravity binding, gravitons and particles with special characteristics are likely to be generated. In this special case, the integration of the standard model of prime particles into the complex field is becoming increasingly common and the analysis of particle generation is being carried out. A study of particle generation in general and differential analysis The results show that the theoretical instability and the possibility of resonance generation of gravitons are criticized. For doctoral thesis, the differential type is combined with the analysis of the situation. [Gravity wave generation due to phase shift] Gravity wave generation due to phase shift of universe is very weak due to phase shift of standard model. A standard model of square and prime particles is not necessary for its own development. The cause of the existence of this field, the nature of its phase shift, and the possibility of detecting traces are studied. This is the first time that we have studied the "heat" of the field. The field must be heated, the time must be changed, and the expectation must be maintained. This paper studies the possibility of the time variation of the field of the standard model, the shift of the field of the standard model and the occurrence of the 4-point combination, the change of the dependency, the phase shift and the first phase shift. In fact, the model has a phase shift of one order, and the gravity wave is detected in the future.