宇宙論的観測によるインフレーションモデルの区別

基于宇宙学观测的区分暴胀模型

基本信息

批准号：
11J05622
负责人：
関口豊和
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度我々は、宇宙初期のインフレーション期に生成されたと考えられている初期揺らぎの性質に対し制限を与えることを中心に研究を行った。そのような初期揺らぎを調べることは、インフレーションを起こすインフラトン場を含め、宇宙初期の高エネルギースケールにおいてどのような量子場が存在するか検証することを可能にするため、宇宙論、素粒子論双方の観点から興味深い分野である。中でも重点的に行ったのは、宇宙マイクロ波背景放射(CMB)の観測を用いて、初期揺らぎがガウス統計性に従うか検証することである。昨年度に開発した、非ガウス性を持った初期揺らぎの作るCMB非等方マップのしミューレションコードと及びCMB観測衛星であるWilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP)の最新データを用いて、等曲率揺らぎの非ガウス性および曲率揺らぎの高次の非ガウス性に対する最適な制限を与えた。前者に関してはこれまでに様々な理論予言が与えられていたが、我々の研究が初めての観測的制限であった。また、得られた制限をアクシオンモデルなどいくつかの代表的な理論モデルに適用し、初期宇宙論および素粒子論に対し有用な知見を与えた。一方、後者はデータを最適に重み付けすることで、同等のデータを用いた他の先行研究に比べ大幅な制限の向上を実現した。その一方で、論文として発表できたのは採用期間後であるが、将来の21cm線観測を用いた小スケールでの密度揺らぎへの制限の見通しについても昨年に引き続き研究を行った。昨年度までは宇宙再電離前の空間的にほぼ一様な中性水素からのシグナルを考えていたが、本年度はミニハローと呼ばれる星形成を起こさない比較的小さなダークマターハロー中の水素からのシグナルに着目した。我々は、ミニハローからの21cm線を考えることで、小さなスケールでの等曲率揺らぎの振幅についてこれまでの観測の制限を大幅に改善できる可能性を示した。

今年，我们进行了研究，重点是限制最初波动的性质，这被认为是在宇宙早期发生的。研究这种早期的波动是，可以验证早期宇宙中存在哪些量子场，包括引起通胀的基础设施基础。最重要的是，使用宇宙微波背景辐射（CMB）观察结果验证初始波动是否遵循高斯统计。使用CMB非道路地图的最新数据，该数据使最初的波动与非高斯的最新波动以及Wilkinson微波各向异性探针（WMAP）的最新数据，这是CMB观察卫星（WMAP）。 - 非gauss订购，具有非gauss和曲率波动。到目前为止，前者已经得到了各种理论预言，但是我们的研究是第一个观察限制。另外，获得的限制应用于几种代表性的理论模型，例如轴突模型，为初始宇宙学和基本粒子理论提供了有用的知识。另一方面，另一方面，与其他相同数据相比，后者是最佳加权，从而增强了限制的显着改善。另一方面，只有在招聘期之后，该论文才发表，但是去年，我们对未来使用21cm -ray观察结果进行了对限制密度波动限制的前景。直到去年，我们一直在考虑中性氢的信号，该信号在宇宙重新化之前的空间几乎是均匀的，但是今年，它是来自相对较小的深色物质氢气的信号，不会引起恒星形成称为迷你 - 我专注于它。通过考虑来自Mini -Halo的21厘米光线，我们显着改善了对警惕性在小规模的观察结果的限制。