非熱的暗黒物質に対する宇宙論的制限

非热暗物质的宇宙学约束

基本信息

批准号：
08J10992
负责人：
関口豊和
金额：
$ 0.77万
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：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

本年私は主に、宇宙マイクロ波背景放射(CMB)を初めとする宇宙論的観測を用いた宇宙論パラメータの決定及び素粒子宇宙モデルに対する制限について研究を行った。主な研究成果は以下の通りである。一つ目は、ニュートリノや軽いグラビティーノといった軽い粒子の質量に対する制限の研究である。このような粒子は様々な素粒子理論における標準模型を超えたモデルで予言されるが、地上実験による検出は一般に困難である。しかし高温高密度の初期宇宙においては大量に生成された可能性があり、現在暗黒物質の一部を担っている可能性がある。そのため宇宙論的観測が制限に有効であり、制限は宇宙論、素粒子論双方に重要な知見を与えると期待できる。我々は、CMBにおける重力レンズ効果が、軽いグラビティーノの質量に対して感度があることを示し、現在進行・計画中のCMB観測により期待される制限を定量的に見積もった。また、近い将来のCMB観測ではニュートリノ質量とハッブル定数の間に依然強い縮退があることを示し、宇宙論的な距離観測によるニュートリノ質量に対する制限の向上について定量的な見積もりを与えた。二つ目は、初期ゆらぎ及びインフレーションモデルに対する制限である。これまでに多くのインフレーションモデルが提唱されているが、我々の宇宙でどのモデルが実際に起こったかは分かっていない。渡しはベイズモデル選択と呼ばれる統計手法に基づきインフレーションモデルを観測的に区別する方法を提案した。この方法は、現在進行中のCMB観測からモデルを区別する上で、有用な手法になると期待される。

今年，我主要研究了使用宇宙观测值（包括空间微波背景辐射（CMB））对宇宙模型的宇宙学参数和限制。主要研究结果如下。首先是对中微子和轻度重质质量质量的限制的研究。这些粒子是通过超过各种基本粒子理论中标准模型的模型来预测的，但通常很难在地面实验上检测到。但是，在早期宇宙的高温度和高密度中，它可能是大量生成的，目前可能是黑暗物质的一部分。因此，宇宙观察对于限制有效，并且可以期望限制为宇宙学和基本粒子理论提供重要的知识。我们指出，CMB中的重力透镜效应对光重为降质的质量具有敏感性，并定量估计了当前正在进行的CMB观察结果的预期限制。在不久的将来，CMB的观察结果表明，中微子质量和哈勃常数之间仍然存在很大的收缩，并且对由于宇宙距离观察的限制提高了对中微子量的限制的定量估计值。第二个是初始波动和通货膨胀模型的限制。到目前为止，已经提出了许多通货膨胀模型，但是我们不知道我们的宇宙中实际发生了哪种模型。交付提出了一种基于称为贝叶斯模型选择的统计方法观察通货膨胀模型的方法。预计该方法将是将模型与正在进行的CMB观察区分开的有用方法。