超対称性アクシオン模型の宇宙論

超对称轴子模型的宇宙学

基本信息

批准号：
12J10169
负责人：
北嶋直弥
金额：
$ 1.15万
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：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

平成25年度における私の研究として、カーバトン模型という一つの初期宇宙模型に着目し、この模型を将来の重力波観測によって検出する可能性などを議論した。本研究ではインフレーション中にインフラトンに加えて「カーバトン」というスカラー場が存在するシナリオに着目した。このような状況は超重力理論の枠組みにおいて自然と実現され、特に質量がインフレーション中のハッブルスケールと同じくらいであるようなカーバトンが予言されることが多々ある。私はこのようなカーバトンにおいて曲率ゆらぎのパワースペクトルが小スケールで大きくなるという特徴に着目し、インフレーション後にスカラーゆらぎの2次の効果から重力波が生成されるという先行研究を応用して、このシナリオで予言される重力波が将来の重力波観測によって検出されうるかどうかを議論した。特に具体的なカーバトン模型として2次のポテンシャルをもつシンプルな模型と超対称性アクシオン模型に基づく模型において計算を行った。結果として、LISA, DECIGOなどの将来の直接検出実験や大型電波望遠鏡SKAによるパルサータイミング実験においてこのシナリオの痕跡を見ることが出来ることを示した。宇宙背景放射の観測では実証することの難しい初期宇宙模型を重力波観測で捉えるという点が本研究の特徴であり、非常に意義深いと言える。特に興味深いのは、この模型において原始ブラックホールが形成され、これによって銀河中心の超大質量ブラックホールを説明出来るようなパラメターを選んだときに、将来の重力波観測による検出が予言されるということである。

作为2013年的研究，我专注于一个名为Carbaton模型的单个早期宇宙模型，并讨论了使用未来重力波观测检测该模型的可能性。这项研究的重点是在通货膨胀外，还存在称为“卡巴顿”的标量领域的情况。这种情况自然是在超级实力理论的框架中实现的，并且通常在质量在通货膨胀期间与哈勃尺度相同的碳群岛进行预测。我关注的特征是，在这种卡巴顿中，曲率波动的功率谱在较小的尺度上增加，并应用了先前的研究，在通货膨胀后，从标量波动的二阶效应中产生了引力波，并讨论了未来的Gravitational Praverational Waberational Wave Pave观察，是否可以在这种情况下检测到预测的引力波。特别是，在具有二阶势能的简单模型上进行计算，并基于超对称轴模的模型作为混凝土卡巴顿模型。结果，我们已经证明了这种情况可以在未来的直接检测实验中看到这种情况的痕迹，例如使用大型射电望远镜SKA进行的LISA和DECIGO和PULSAR时正式实验。这项研究的一个特征是，它捕获了早期的宇宙模型，通过对宇宙背景辐射的观察，通过引力波观测很难证明，这是非常有意义的。特别令人感兴趣的是，当该模型中形成原始黑洞，以及可以解释星系中心的超质量黑洞的参数时，可以预测通过引力波观测的未来检测。