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早田 次郎大学院理学研究科 物理学専攻教授
研究者基本情報
■ 学位■ 研究キーワード
■ 研究分野
■ 委員歴
- 2016年04月 - 現在, 西宮市, 西宮湯川記念事業運営委員
- 2021年04月 - 2023年03月, 京都大学基礎物理学研究所 運営協議会委員
- 2021年03月 - 2023年03月, 日本物理学会 第77～78期代議員
- 2017年01月 - 2021年03月, 京都大学基礎物理学研究所, 共同利用運営委員会委員
- 2018年06月 - 2019年05月, 湯川記念財団, 林記念事業運営委員
- 2012年04月 - 2014年03月, APCTP日本委員会, APCTP日本委員会委員
- 2011年01月 - 2012年12月, 理論天文学宇宙物理学懇談会, 運営委員
- 2011年12月 - 2012年11月, 理論天文学宇宙物理学懇談会, 運営委員長
- 2010年10月 - 2012年03月, 日本物理学会, 宇宙物理学領域運営委員
研究活動情報
■ 受賞- 2021年02月 米国物理学会 Physical Review D, Editors's Suggestion
- 2019年07月 日本学術振興会, 特別研究員等審査会専門委員表彰
- 2016年09月 日本学術振興会, 平成28年度「科研費」審査委員表彰
- 2016年03月 日本物理学会, 第２１回論文賞, The Nature of Primordial Fluctuations from Anisotropic Inflation
- 2012年 IOP, Classical and Quantum Gravity, Highlights of 2011-2012, Statistical Anisotropy from Anisotropic Inflation
- 2010年 大和日英基金, 大和エイドリアン賞
- 2010年01月 公益財団法人 湯川記念財団, 湯川記念財団・木村利栄理論物理学賞, 高次元重力理論における宇宙論とブラックホール
- American Physical Society (APS), 2023年10月, Physical Review D, 108(8) (8)研究論文（学術雑誌）
- Abstract Dark gauge fields have been discussed as candidates for dark matter recently. If they existed, primordial dark magnetic fields during inflation would have existed. It is believed that primordial gravitational waves (PGWs) arise out of quantum fluctuations during inflation. We study the graviton-dark photon conversion process in the presence of background primordial dark magnetic fields and find that the process induces the tachyonic instability of the PGWs. As a consequence, a peak appears in the power spectrum of PGWs. It turns out that the peak height depends on the direction of observation. The peak frequency could be in the range from 10-5 to 103 Hertz for GUT scale inflation. Hence, the observation of PGWs could provide a new window for probing primordial dark magnetic fields.IOP Publishing, 2023年05月, Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 2023(05) (05), 052 - 052研究論文（学術雑誌）
- American Physical Society (APS), 2022年10月, Physical Review D, 106(8) (8)研究論文（学術雑誌）
- Particle production during cosmic expansion can be interpreted as a two-mode squeezing process of quantum states. The two-mode squeezed states consist of an infinite number of entangled particles and then enhance the nonclassicality of particles. There are two methods for estimating the degree of squeezing. One is to employ instantaneous vacuum states, and the other is to adopt adiabatic vacuum states. We analytically study the squeezing process of gravitons and axions by using the two methods. We first consider a cosmological model of inflation followed by instantaneous reheating leading to a radiation dominated era. In the case of gravitons, we find no qualitatively difference in the squeezing between the two methods. However, for the axions, it turns out that the squeezing in the instantaneous vacuum increases as the mass increases while the squeezing decreases in the adiabatic vacuum as the mass increases. We then study the effect of noninstantaneous reheating on the the squeezing and show that the squeezing is enhanced compared with the instantaneous reheating. We also illustrate how the squeezed states enhance the violation of Bell inequality and quantum noise of gravitons and axions.World Scientific Pub Co Pte Ltd, 2022年08月, International Journal of Modern Physics D, 31(13) (13)研究論文（学術雑誌）
- American Physical Society (APS), 2022年05月, Physical Review D, 105(10) (10)研究論文（学術雑誌）
- Quantum coherence is one of the most striking features of quantum mechanics rooted in the superposition principle. Recently, it has been demonstrated that it is possible to harvest the quantum coherence from a coherent scalar field. In order to explore a new method of detecting axion dark matter, we consider a point-like Unruh–DeWitt detector coupled to the axion field and quantify a coherent measure of the detector. We show that the detector can harvest the quantum coherence from the axion dark matter. To be more precise, we consider a two-level electron system in an atom as the detector. In this case, we obtain the coherence measure [Formula: see text] where [Formula: see text] and [Formula: see text] are an observation time and the Lorentz factor. At the same time, the axion mass [Formula: see text] we can probe is determined by the energy gap of the detector.World Scientific Pub Co Pte Ltd, 2022年02月, Modern Physics Letters A, 37(05) (05)研究論文（学術雑誌）
- American Physical Society (APS), 2021年10月, Physical Review D, 104(8) (8)研究論文（学術雑誌）
- American Physical Society (APS), 2021年03月, Physical Review Letters, 126(12) (12)[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- American Physical Society (APS), 2021年02月, Physical Review D, 103(4) (4)研究論文（学術雑誌）
- American Physical Society (APS), 2021年02月, Physical Review D, 103(4) (4)研究論文（学術雑誌）
- IOP Publishing Ltd, 2020年09月, Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 2020(9) (9), 英語研究論文（学術雑誌）
- IOP Publishing, 2020年08月, Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 2020(08) (08), 027 - 027[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- Springer, 2020年06月, European Physical Journal C, 80(6) (6), 英語研究論文（学術雑誌）
- Polarizations of primordial gravitational waves can be relevant when considering an inflationary universe in modified gravity or when matter fields survive during inflation. Such polarizations have been discussed in the Bunch–Davies vacuum. Instead of taking into account the dynamical generation of polarizations of gravitational waves, in this paper, we consider polarized initial states constructed from S U ( 2 ) coherent states. We then evaluate the power spectrums of the primordial gravitational waves in the states.MDPI AG, 2020年04月, Symmetry, 12(4) (4), 672 - 672研究論文（学術雑誌）
- Abstract A novel method for extending the frequency frontier in gravitational wave observations is proposed. It is shown that gravitational waves can excite a magnon. Thus, gravitational waves can be probed by a graviton–magnon detector which measures resonance fluorescence of magnons. Searching for gravitational waves with a wave length$$\lambda $$by using a ferromagnetic sample with a dimensionl, the sensitivity of the graviton–magnon detector reaches spectral densities, around$$5.4 \times 10^{-22} \times (\frac{l},{\lambda /2\pi })^{-2} \ [\mathrm{Hz}^{-1/2}]$$at 14 GHz and$$8.6 \times 10^{-21} \times (\frac{l},{\lambda /2\pi })^{-2} \ [\mathrm{Hz}^{-1/2}]$$at 8.2 GHz, respectively.Springer Science and Business Media LLC, 2020年02月, The European Physical Journal C, 80(3) (3)研究論文（学術雑誌）
- American Physical Society, 2020年02月, Physical Review D, 101(4) (4), 英語研究論文（学術雑誌）
- American Physical Society, 2019年12月, Physical Review D, 100(12) (12), 英語研究論文（学術雑誌）
- We study Kaluza-Klein cosmology in cuscuton gravity and find an exact solution describing an accelerating 4-dimensional universe with a stable extra dimension. A cuscuton which is a non-dynamical scalar field is responsible for the accelerating expansion and a vector field makes the extra dimensional space stable. Remarkably, the accelerating universe in our model is not exactly de Sitter.2019年06月
- Physical Society of Japan, 2018年04月, Progress of Theoretical and Experimental Physics, 2018(4) (4), 041E01, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- Rikkyo University, 2018年, Proceedings of the 28th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan, JGRG 2018, 3, 84 - 85, 英語Separability of equations of form field in schwartzschild spacetime研究論文（国際会議プロシーディングス）
- Rikkyo University, 2018年, Proceedings of the 28th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan, JGRG 2018, 1, 68 - 80, 英語A strategy for detecting the bispectrum of stochastic gravitational waves研究論文（国際会議プロシーディングス）
- 2018年, JCAP, 1903(03) (03), 032, 英語Searching for Bispectrum of Stochastic Gravitational Waves with Pulsar Timing Arrays[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2018年, Phys.Rev., D99, 044054, 英語Quasinormal modes of p-forms in spherical black holes[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2018年, JCAP, 1810(008) (008), 英語Gravitational Wave Forest from String Axiverse[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2018年, Int.J.Mod.Phys., D27(09) (09), 1850096, 英語Exploring the string axiverse and parity violation in gravity with gravitational waves[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2018年, Phys.Rev., D99(083502) (083502), 英語Dressed Power-law Inflation with Cuscuton,[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2018年, Phys.Rev., D99, 084010, 英語Detecting nonclassical primordiall gravitational waves with Hanbury-Brown-Twiss interfereometry[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2018年, Eur.Phys.J., C78, 041E01, 英語Cosmological Imprints of String Axions in Plateau[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2018年, Phys.Rev., D98(023540) (023540), 英語Conversion of Gravitons into Dark Photons in Cosmological Dark Magnetic Fields[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- MDPI AG, 2017年12月, Galaxies, 5(4) (4), 96, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2017年10月, PHYSICAL REVIEW D, 96(8) (8), 英語
- 2017年10月, PHYSICAL REVIEW D, 96(8) (8), 083501, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2017年09月, PHYSICAL REVIEW D, 96(6) (6), 064005, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2017年08月, PHYSICS LETTERS B, 771, 415 - 420, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2017年08月, PHYSICAL REVIEW D, 96(4) (4), 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2017年07月, PHYSICAL REVIEW D, 96(2) (2), 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2017年07月, PHYSICAL REVIEW D, 96(2) (2), 023534, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2017年06月, INTERNATIONAL JOURNAL OF MODERN PHYSICS D, 26(7) (7), 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- Hiroshima University, 2017年, Proceedings of the 27th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan, JGRG 2017, 2, 322 - 330, 英語Primordial gravitational waves and early universes研究論文（国際会議プロシーディングス）
- MDPI, 2017年01月, Universe, 3(1) (1), 2 - 2, 英語
- 2017年, JCAP, 1802, 018, 英語Schwinger Pair Production by Electric Field Coupled to Inflation[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2017年, Int. J. Mod. Phys, D, 英語Exploring the string axiverse and parity violation in gravity with gravitational waves[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2017年, PTEP 2018, (4) (4), 041E01, 英語Electromagnetic waves propagating in the string axiverse[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2017年, Galaxies, 5, 99, 英語Bell inequality and its application to cosmology[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2017年, Eur.Phys.J, C78(1) (1), 55, 英語Anisotropic constant-roll inflation[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2016年08月, PHYSICAL REVIEW D, 94(4) (4), 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2016年06月, PHYSICAL REVIEW D, 93(12) (12), 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2016年04月, PHYSICAL REVIEW D, 93(8) (8), 083503, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2016年04月, JOURNAL OF COSMOLOGY AND ASTROPARTICLE PHYSICS, (4) (4), 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2016年03月, PHYSICAL REVIEW D, 93(6) (6), 062003, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2016年03月, Phys. Rev. D, 93(6) (6), 068301, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2016年02月, PHYSICAL REVIEW D, 93(4) (4), 044024, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2015年12月, PHYSICAL REVIEW D, 92(12) (12), 123533, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2015年09月, JOURNAL OF COSMOLOGY AND ASTROPARTICLE PHYSICS, 1509(9) (9), 015, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2015年09月, PHYSICAL REVIEW D, 92(6) (6), 063516, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- Kyoto University, Yukawa Institute for Theoretical Physics, 2015年, Proceedings of the 25th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan, JGRG 2015, 3, 626 - 632, 英語Quasi-normal modes of lovelock black hole研究論文（国際会議プロシーディングス）
- Kyoto University, Yukawa Institute for Theoretical Physics, 2015年, Proceedings of the 25th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan, JGRG 2015, 5, 1262 - 1263, 英語Detection of circular polarization in stochastic gravitational wave background with pulsar timing arrays研究論文（国際会議プロシーディングス）
- Conference: Spanish Relativity Meeting (ERE2014): almost 100 years after Einstein's revolutionIOP Publishing, 2015年, Journal of Physics: Conference Series, 600, 12026 - 12026, 英語
- 2014年08月, PHYSICAL REVIEW D, 90(4) (4), 045005, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2014年07月, JOURNAL OF HIGH ENERGY PHYSICS, 1407(7) (7), 072, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2014年04月, JOURNAL OF COSMOLOGY AND ASTROPARTICLE PHYSICS, 1404(4) (4), 009, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- University of Tokyo, Kavli Institute for Physics and Mathematics of the Universe, KIPMU, 2014年, JGRG 2014 - Proceedings of the 24th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan, 2, 253 - 260, 英語Tensor spectrum in bimetric gravity研究論文（国際会議プロシーディングス）
- 2014年, JCAP, 1503, 015, 英語Entanglement negativity in the multiverse[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2013年12月, JOURNAL OF COSMOLOGY AND ASTROPARTICLE PHYSICS, 12(009) (009), 1 - 30, 英語[査読有り]
- 2013年11月, Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology, 88(10) (10), 103517, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- Hirosaki University, 2013年, JGRG 2013 - Proceedings of the 23rd Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan, 2, 337 - 347, 英語“An inflationary universe in weyl gauge theory of gravitation”研究論文（国際会議プロシーディングス）
- We study the cosmic no-hair in the presence of spin-2 matter, i.e. in bimetric gravity. We obtain stable de Sitter solutions with the cosmological constant in the physical sector and find an evidence that the cosmic no-hair is correct. In the presence of the other cosmological constant, there are two branches of de Sitter solutions. Under anisotropic perturbations, one of them is always stable and there is no violation of the cosmic no-hair at the linear level. The stability of the other branch depends on parameters and the cosmic no-hair can be violated in general. Remarkably, the bifurcation point of two branches exactly coincides with the Higuchi bound. It turns out that there exists a de Sitter solution for which the cosmic no-hair holds at the linear level and the effective mass for the anisotropic perturbations is above the Higuchi bound.2012年11月
- 2012年07月, CLASSICAL AND QUANTUM GRAVITY, 29(14) (14), 5008, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- We study pathologies in AdS black branes in Lovelock theory. More precisely, we examine the conditions that AdS black branes have a naked singularity, ghost instability and dynamical instability. From the point of view of the AdS/CFT correspondence, pathologies in AdS black branes indicate pathologies in the corresponding CFT. Hence, in Lovelock theory, we need to be careful when we apply AdS/CFT to various phenomena such as the shear viscosity to entropy ratio in strongly coupled quantum field theory.IOP Publishing, 2012年02月, Classical and Quantum Gravity, 29(3) (3), 英語
- 2012年, RESCEU Symposium on General Relativity and Gravitation, JGRG 22, 111425, 英語Inflation in bimetric gravity研究論文（国際会議プロシーディングス）
- 2012年, Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 2012(12) (12), 英語[査読有り]
- It is well known that tachyonic vacua in an asymptotically Anti-de Sitter (AdS) spacetime are classically stable if the mass squared is at or above the Breitenlohner and Freedman (BF) bound. We study the quantum stability of these tachyonic vacua in terms of instantons. We find a, series of exact instanton solutions destabilizing tachyonic state at or above the BF bound in asymptotically AdS space. We also give an analytic formula for the decay rate and show that it is finite. Comparing our result with the well-known algebraic condition for the stability, we discuss stability conditions of tachyonic vacua at or above the BF bound.Publication Office, Progress of Theoretical Physics, 2012年, Progress of theoretical physics, 128(1) (1), 213 - 226, 英語[査読有り]
- 2012年, Classical and Quantum Gravity, 29(7) (7), 英語[査読有り]
- 2012年, Nuclear Physics B, 855(2) (2), 361 - 387, 英語[査読有り]
- We present exact Coleman-de Luccia (CdL) instantons, which describe vacuum decay from Anti de Sitter (AdS) space, de Sitter (dS) space and Minkowski space to AdS space. We systematically obtain these exact solutions by considering deformation of Hawking-Moss (HM) instantons. We analytically calculate decay rates and discuss a subtlety in the interpretation.2011年11月[査読有り]
- We study parity violation in graviton non-gaussianity generated during inflation. We develop a useful formalism to calculate graviton non-gaussianity. Using this formalism, we explicitly calculate the parity violating part of the bispectrum for primordial gravitational waves in the exact de Sitter spacetime and prove that no parity violation appears in the non-gaussianity. We also extend the analysis to slow-roll inflation and find that the parity violation of the bispectrum is proportional to the slow-roll parameter. We argue that parity violating non-gaussianity can be tested by the CMB. Our results are also useful for calculating three-point function of the stress tensor in the non-conformal field theory through the gravity/field theory correspondence.Springer, 2011年06月, Journal of High Energy Physics, 2011(8) (8), 1 - 22研究論文（学術雑誌）
- 2011年06月, JOURNAL OF COSMOLOGY AND ASTROPARTICLE PHYSICS, (6) (6), 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- We study the imprints of anisotropic inflation on the CMB temperature fluctuations and polarizations. The statistical anisotropy stems not only from the direction dependence of curvature and tensor perturbations, but also from the cross correlation between curvature and tensor perturbations, and the linear polarization of tensor perturbations. We show that off-diagonal $TB$ and $EB$ spectrum as well as on- and off-diagonal $TT, EE, BB, TE$ spectrum are induced from anisotropic inflation. We emphasize that the off-diagonal spectrum induced by the cross correlation could be a characteristic signature of anisotropic inflation.2010年11月[査読有り]
- 2010年11月, PROGRESS OF THEORETICAL PHYSICS, 124(5) (5), 911 - 924, 英語Master Equations for Gravitational Perturbations of Static Lovelock Black Holes in Higher Dimensions[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- We study an inflationary scenario in supergravity model with a gauge kinetic function. We find exact anisotropic power-law inflationary solutions when both the potential function for an inflaton and the gauge kinetic function are exponential type. The dynamical system analysis tells us that the anisotropic power-law inflation is an attractor for a large parameter region.2010年10月[査読有り]
- We study the stability of static black holes in Lovelock theory which is a natural higher dimensional generalization of Einstein theory. We show that Lovelock black holes are stable under vector perturbations in all dimensions. However, we prove that small Lovelock black holes are unstable under tensor perturbations in even dimensions and under scalar perturbations in odd dimensions. Therefore, we can conclude that small Lovelock black holes are unstable in any dimensions. The instability is stronger on small scales and hence catastrophic in the sense that there is no smooth descendant.Publication Office, Progress of Theoretical Physics, 2010年10月, Progress of theoretical physics, 124(4) (4), 711 - 729, 英語
- Classically, black holes have a rigid event horizon. However, quantum mechanically, the event horizon of black holes becomes fuzzy due to quantum fluctuations. We study Hawking radiation of a real scalar field from a fluctuating black hole. To quantize metric perturbations, we derive the quadratic action for those in the black hole background. Then, we calculate cubic interaction terms in the action for the scalar field. Using these results, we obtain the spectrum of Hawking radiation in the presence of the interaction between the scalar field and the metric. It turns out that the spectrum deviates from the Planck spectrum due to quantum fluctuations of the metric.IOP Publishing Ltd., 2010年09月, Classical and Quantum Gravity, 27(17) (17), 英語
- We study the dynamical stability of holographic superconductors. We first classify perturbations around black hole background solutions into vector and scalar sectors by means of a 2-dimensional rotational symmetry. We prove the stability of the vector sector by explicitly constructing the positive definite Hamiltonian. To reveal a mechanism for the stabilization of a superconducting phase, we construct a quadratic action for the scalar sector. From the action, we see the stability of black holes near a critical point is determined by the equation of motion for a charged scalar field. We show the effective mass of the charged scalar field in hairy black holes is always above the Breitenlohner-Freedman bound near the critical point due to the backreaction of a gauge field. It implies the stability of the superconducting phase. We also argue that the stability continues away from the critical point.2010年07月[査読有り]
- We study the statistical nature of primordial fluctuations from an anisotropic inflation which is realized by a vector field coupled to an inflaton. We find a suitable gauge, which we call the canonical gauge, for anisotropic inflation by generalizing the flat slicing gauge in conventional isotropic inflation. Using the canonical gauge, we reveal the structure of the couplings between curvature perturbations, vector waves, and gravitational waves. We identify two sources of anisotropy, i.e. the anisotropy due to the anisotropic expansion of the universe and that due to the anisotropic couplings among variables. It turns out that the latter effect is dominant. Since the coupling between the curvature perturbations and vector waves is the strongest one, the statistical anisotropy in the curvature perturbations is larger than that in gravitational waves. We find the cross correlation between the curvature perturbations and gravitational waves which never occurs in conventional inflation. We also find the linear polarization of gravitational waves. Finally, we discuss cosmological implication of our results.Publication Office, Progress of Theoretical Physics, 2010年06月, Progress of theoretical physics, 123(6) (6), 1041 - 1068, 英語
- 2010年, Proceedings of the 20th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan, JGRG 2010, 387 - 390, 英語Linear instability of lovelock black holes研究論文（国際会議プロシーディングス）
- 2009年11月, Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology, 80(10) (10), 英語研究論文（学術雑誌）
- We study the backreaction problem in a mechanism of magnetogenesis from inflation. In usual analysis, it has been assumed that the backreaction due to electromagnetic fields spoils inflation once it becomes important. However, there exists no justification for this assumption. Hence, we analyze magnetogenesis from inflation by taking into account the backreaction. On the contrary to the naive expectation, we show that inflation still continues even after the backreaction begins to work. Nevertheless, it turns out that creation of primordial magnetic fields is significantly suppressed due to the backreaction.2009年08月[査読有り]
- We study (3+1)-dimensional holographic superconductors in Einstein-Gauss-Bonnet gravity both numerically and analytically. It is found that higher curvature corrections make condensation harder. We give an analytic proof of this result, and directly demonstrate an analytic approximation method that explains the qualitative features of superconductors as well as giving quantitatively good numerical results. We also calculate conductivity and $\omega_g / T_c $, for $\omega_g$ and $T_c$ the gap in the frequency dependent conductivity and the critical temperature respectively. It turns out that the `universal' behaviour of conductivity, $\omega_g / T_c \simeq 8$, is not stable to the higher curvature corrections. In the appendix, for completeness, we show our analytic method can also explain (2+1)-dimensional superconductors.2009年07月[査読有り]
- 2009年06月, PHYSICAL REVIEW LETTERS, 102(23) (23), 1 - 231301, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2009年05月, Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology, 79(10) (10), 英語研究論文（学術雑誌）
- 2009年05月, PHYSICAL REVIEW LETTERS, 102(19) (19), 1 - 191302, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2008年10月, PHYSICAL REVIEW D, 78(8) (8), 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2008年09月, Progress of Theoretical Physics, 120(3) (3), 561 - 579, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- We study an inflationary scenario with a vector impurity. We show that the universe undergoes anisotropic inflationary expansion due to a preferred direction determined by the vector. Using the slow-roll approximation, we find a formula to determine anisotropy of the inflationary universe. We discuss possible observable predictions of this scenario. In particular, it is stressed that primordial gravitational waves can be induced from curvature perturbations. Hence, even in low scale inflation, a sizable amount of primordial gravitational waves may be produced during2008年06月, JCAP, 0808, 034[査読有り]
- 2008年05月, JOURNAL OF COSMOLOGY AND ASTROPARTICLE PHYSICS, (8) (8), 英語[査読有り]
- 2008年04月, PHYSICAL REVIEW D, 77(8) (8), 英語研究論文（学術雑誌）
- 2008年03月, PHYSICAL REVIEW D, 77(6) (6), 英語研究論文（学術雑誌）
- 2008年02月, CLASSICAL AND QUANTUM GRAVITY, 25(3) (3), 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2008年, Proceedings of the 18th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan, JGRG 2008, 英語Higher curvature corrections to primordial fluctuations in slow-roll inflation研究論文（国際会議プロシーディングス）
- 2007年09月, PHYSICAL REVIEW D, 76(6) (6), 英語研究論文（学術雑誌）
- We study a mechanism to produce the circular polarization of primordial gravitational waves. The circular polarization is generated during the super-inflation driven by the Gauss-Bonnet term in the string-inspired cosmology. The instability in the tensor mode caused by the Gauss-Bonnet term and the parity violation due to the gravitational Chern-Simons term are the essential ingredients of the mechanism. We also discuss detectability of the produced circular polarization of gravitational waves. It turns out that the simple model of single-field inflation contradicts CMB observations. To circumvent this difficulty, we propose a two-field inflation model. In this two-field model, the circular polarization of gravitational waves is created in the frequency range designed by the Big-Bang Observer (BBO) or the deci-hertz gravitational-wave observatory (DECIGO).2007年06月[査読有り]
- We study evaporation process of black strings which are typical examples of Kaluza-Klein black holes. Taking into account the backreaction of the Hawking radiation, we deduce the evolution equation for the radion field. By solving the evolution equation, we find that the shape of the internal space is necked by the Hawking radiation and the amount of the deformation becomes large as the evaporation proceeds. Based on this analysis, we speculate that the Kaluza-Klein black holes would be excised from the Kaluza-Klein spacetime before the onset of the Gregory-Laflamme instability and therefore before the evaporation.2007年03月[査読有り]
- 2007年, Proceedings of the 17th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan, JGRG 2007, 269 - 272, 英語Evidence for the stability of 5-Dimensional myers-Perry black holes with equal angular momenta研究論文（国際会議プロシーディングス）
- 2007年, Proceedings of the 17th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan, JGRG 2007, 208 - 211, 英語Circular polarization of primordial gravitational waves due to stringy effects研究論文（国際会議プロシーディングス）
- We investigate the Kaluza-Klein braneworld cosmology from the point of view of observers on the brane. We first generalize the Shiromizu-Maeda-Sasaki (SMS) equations to higher dimensions. As an application, we study a (4+n)-dimensional brane with n dimensions compactified on the brane, in a (5+n)-dimensional bulk. By assuming that the size of the internal space is static, that the bulk energy-momentum tensor can be ignored, we determine the effect of the bulk geometry on the Kaluza-Klein braneworld. Then we derive the effective Friedmann equation on the brane. It turns out that the Friedmann equation explicitly depends on the equation of state, in contrast to the braneworld in a 5-dimensional bulk spacetime. In particular, in a radiation-dominated era, the effective Newton constant depends logarithmically on the scale factor. If we include a pressureless matter on the brane, this dependence disappears after the radiation-matter equality. This may be interpreted as stabilization of the Newton constant by the matter on the brane. Our findings imply that the Kaluza-Klein braneworld cosmology is quite different from the conventional Kaluza-Klein cosmology even at low energy.Published for the Yukawa Institute for Theoretical Physics and the Physical Society of Japan, 2007年, Progress of theoretical physics, 118(4) (4), 701 - 713, 英語[査読有り]
- String gas cosmology is rewritten in the Einstein frame. In an effective theory in which a gas of closed strings is coupled to a dilaton gravity background without any potential for the dilaton, the Hagedorn phase which is quasi-static in the string frame corresponds to an expanding, non-accelerating phase from the point of view of the Einstein frame. The Einstein frame curvature singularity which appears in this toy model is related to the blowing up of the dilaton in the string frame. However, for large values of the dilaton, the toy model clearly is inapplicable. Thus, there must be a new string phase which is likely to be static with frozen dilaton. With such a phase, the horizon problem can be successfully addressed in string gas cosmology. The generation of cosmological perturbations in the Hagedorn phase seeded by a gas of long strings in thermal equilibrium is reconsidered, both from the point of view of the string frame (in which it is easier to understand the generation of fluctuations) and the Einstein frame (in which the evolution equations are well known). It is shown that fixing the dilaton at some early stage is important in order to obtain a scale-invariant spectrum of cosmological fluctuations in string gas cosmology.2006年08月[査読有り]
- 2006年08月, PHYSICAL REVIEW D, 74(4) (4), 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- We explore the impact of Lorentz violation on the inflationary scenario. More precisely, we study the inflationary scenario in the scalar-vector-tensor theory where the vector is constrained to be unit and time like. It turns out that the Lorentz violating vector affects the dynamics of the chaotic inflationary model and divides the inflationary stage into two parts; the Lorentz violating stage and the standard slow roll stage. We show that the universe is expanding as an exact de Sitter spacetime in the Lorentz violating stage although the inflaton field is rolling down the potential. Much more interestingly, we find exact Lorentz violating inflationary solutions in the absence of the inflaton potential. In this case, the inflation is completely associated with the Lorentz violation. We also mention some consequences of Lorentz violating inflation which can be tested by observations.2006年04月[査読有り]
- 2006年, Proceedings of the 16th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan, JGRG 2006, 102 - 105, 英語Evaporating (2+l)-dimensional black strings研究論文（学術雑誌）
- 2006年, Proceedings of the 16th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan, JGRG 2006, 180 - 183, 英語Impact of lorentz violation on cosmology研究論文（学術雑誌）
- 2005年11月, PHYSICAL REVIEW D, 72(10) (10), 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2005年09月, GENERAL RELATIVITY AND GRAVITATION, 37(9) (9), 1651 - 1662, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2005年09月, GENERAL RELATIVITY AND GRAVITATION, 37(9) (9), 1621 - 1628, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2005年08月, JOURNAL OF COSMOLOGY AND ASTROPARTICLE PHYSICS, (8) (8), 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2005年02月, PHYSICAL REVIEW D, 71(4) (4), 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2005年, Proceedings of the 15th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan, JGRG 2005, 201 - 204, 英語Effective action approach to string gas compactification研究論文（国際会議プロシーディングス）
- 2004年07月, JOURNAL OF COSMOLOGY AND ASTROPARTICLE PHYSICS, (7) (7), 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2004年05月, PHYSICS LETTERS B, 588(3-4) (3-4), 203 - 209, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2004年04月, GENERAL RELATIVITY AND GRAVITATION, 36(4) (4), 689 - 712, 英語Low energy effective action for dilatonic braneworld - A formalism for inflationary braneworld[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2004年04月, CLASSICAL AND QUANTUM GRAVITY, 21(7) (7), 1915 - 1923, 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2003年11月, PHYSICAL REVIEW D, 69(2) (2), 英語
- We propose a cosmological braneworld scenario in which two branes collide and emerge as reborn branes whose tensions have signs opposite to the original tensions of the respective branes. In this scenario, gravity on each of the branes is described by a scalar-tensor-type theory in which the radion plays the role of the gravitational scalar, and the branes are assumed to be inflating. However, the whole dynamics are different from those of the usual inflation, due to the non-trivial dynamics of the radion field. Transforming the conformal frame to the Einstein frame, this born-again scenario resembles the pre-big-bang scenario. Thus, our scenario has features of both inflation and pre-big-bang scenarios. In particular, gravitational waves produced from vacuum fluctuations may have a very blue spectrum, while the inflaton field gives rise to a standard scale-invariant spectrum.Published for the Research Institute for Fundamental Physics by Physical Society of Japan, 2003年, Progress of theoretical physics, 109(3) (3), 357 - 369, 英語[査読有り]
- 2002年09月, ASTROPHYSICS AND SPACE SCIENCE, 283(4) (4), 639 - 644, 英語
- 2002年09月, ASTROPHYSICS AND SPACE SCIENCE, 283(4) (4), 481 - 486, 英語
- 2002年08月, PHYSICAL REVIEW D, 66(4) (4), 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 2002年, Physical Review D, 65(2) (2), 英語[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- Yukawa Institute for Theoretical Physics, 2002年, Progress of Theoretical Physics Supplement, 148(2) (2), 136 - 144, 英語[査読有り]研究論文（国際会議プロシーディングス）
- 2001年07月, Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology, 65(6) (6), 9, 英語[査読有り]
- Elsevier BV, 2001年03月, Physics Letters B, 501(3-4) (3-4), 157 - 164研究論文（学術雑誌）
- Institute of Physics Publishing, 2001年, Journal of High Energy Physics, 5(5) (5), 英語研究論文（学術雑誌）
- American Physical Society, 2000年12月, Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology, 62(12) (12), 1 - 14, 英語研究論文（学術雑誌）
- Elsevier, 1999年03月, Physics Letters, Section B: Nuclear, Elementary Particle and High-Energy Physics, 460(1-2) (1-2), 41 - 46, 英語
- Elsevier, 1998年02月, Physics Letters, Section B: Nuclear, Elementary Particle and High-Energy Physics, 437(3-4) (3-4), 284 - 290, 英語
- 1996年06月, PROGRESS OF THEORETICAL PHYSICS, 95(6) (6), 1059 - 1077, 英語Wavelet analysis of one-dimensional cosmological density fluctuations[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- 1996年05月, PHYSICS LETTERS B, 387(2) (2), 271 - 277, 英語
- 1996年02月, PHYSICS LETTERS B, 378(1-4) (1-4), 68 - 77, 英語
- We study quasi-nonlinear of the density perturbation in Newtonian gravity. Weak mode-mode coupling in a small range below the Jeans wavelength is considered. In order to extract nonlinear dynamics we utilize a reductive perturbation. We show that the basic equations for the acoustic wave reduce to a nonlinear Schrodinger equation. It describes a compempetition between dispersion originated from gravitational attraction and nonlinearity up to cubic order of the amplitudeof the acoustic wave. In purely 1-dimensional motion, there exists localized structures as soliton solutions of two distinctive types depending on the wavelength. More interesting is an instability present in 3-dimensional motion. Namely, a progressive wave is unstable under a long-wave perturbation transverse to the direction of progression. It may imply a possible nonlinear growth of the density fluctuation below the Jeans scale.THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN, 1996年01月, Progress of theoretical physics, 95(1) (1), 51 - 63, 英語
- Editrice Compositori s.r.l., 1996年, Nuovo Cimento della Societa Italiana di Fisica B, 111(3) (3), 355 - 362, 英語研究論文（学術雑誌）
- 1993年09月, PROGRESS OF THEORETICAL PHYSICS, 90(3) (3), 569 - 575, 英語A HIDDEN SYMMETRY IN THE ONE-DIMENSIONAL COSMOLOGICAL MODEL[査読有り]研究論文（学術雑誌）
- The various 2-dimensional models of gravity are deduced from the hierarchical dimensional reduction. They include the infinite dimensional Schwarzschild black hole which is studied by Callan et al. The various new geometries are constructed by gluing them. In particular, the possibility of dimension change is pointed out.Published for the Research Institute for Fundamental Physics by Physical Society of Japan, 1993年06月, Progress of theoretical physics = Progress of theoretical physics, 89(6) (6), 1303 - 1310, 英語
- 1991年10月, Physics Letters B, 269(3-4) (3-4), 275 - 278, 英語研究論文（学術雑誌）
- Possible junctions among Minkowski, Cone and de Sitter space-times are exhausted. Using the positive energy condition for the string, the possible space-times are restricted. The motions of the string in various cases are solved.Published for the Research Institute for Fundamental Physics by Physical Society of Japan, 1991年10月, Progress of theoretical physics = Progress of theoretical physics, 86(4) (4), 841 - 852, 英語
- Apparently there are an infinite number of time-like variables in the Wheeler-DeWitt equation in quantum gravity.This gives rise to an obvious conceptual difficulty and further becomes an obstacle if one wants to canonically third quantize the universe. In this paper, adopting York's gauge in the path-integral approach, we formulate quantum geometrodynamics so that it contains only a single time-like variable corresponding to the total volume of the universe.Published for the Research Institute for Fundamental Physics by Physical Society of Japan, 1990年12月, Progress of theoretical physics = Progress of theoretical physics, 84(6) (6), 1108 - 1114, 英語
- On the basis of previous result by Hosoya and Nakao that (2+1)-dimensional gravity reduces the geodesic motion in moduli space, we investigate the effects of matter fields on the geodesic motion using the linearized theory. It is shown that the transverse-traceless parts of energy-momentum tensor make the deviation from the geodesic motion. This result is important for the Einstein-Maxwell theory due to the existence of global modes of Maxwell fields on torus.Published for the Research Institute for Fundamental Physics by Physical Society of Japan, 1990年04月, Progress of theoretical physics = Progress of theoretical physics, 83(4) (4), 805 - 813, 英語
- The (2+1)-dimensional Einstein gravity with a cosmological constant is studied in the ADM canonical formalism. Adopting York's time slice, we completely solve the initial-value problem and the time evolution equations with an initial spacelike 2-surface being a closed Riemann surface of genus zero and one. The result in a torus case is that the Teichmuller parameters for the torus follow a geodesic in the Teichmuller space but its motion asymptotically stops due to the presence of the cosmological constant.Published for the Research Institute for Fundamental Physics by Physical Society of Japan, 1990年04月, Progress of theoretical physics = Progress of theoretical physics, 83(4) (4), 733 - 748, 英語
- For the problem of the huge symmetry which occurs after the compactification, we propose a mechanism of reducing the symmetry. The realistic symmetry is obtained by introducing the para-quantization, whose number and order are determined by the masslessness of graviton. We also discuss the interpretation of our formulation.Published for the Research Institute for Fundamental Physics by Physical Society of Japan, 1988年05月, Progress of theoretical physics = Progress of theoretical physics, 79(5) (5), 1016 - 1021, 英語
- There exist observational evidence to believe the existence of primordial magnetic fields generated during inflation. We study primordial gravitational waves (PGWs) during inflation in the presence of magnetic fields sustained by a gauge kinetic coupling. In the model, not only gravitons as excitations of PGWs, but also photons as excitations of electromagnetic fields are highly squeezed. They become entangled with each other through graviton to photon conversion and vice versa. We derive the reduced density matrix for the gravitons and calculate their entanglement entropy. It turns out that the state of the gravitons is not a squeezed state but a mixed state.2022年11月10日
- Anisotropic inflation is a model succeeded in explaining statistical anisotropy. Warm inflation is a model succeeded in providing a mechanism of reheating during inflation. We study anisotropic warm inflation focusing on the cosmic no-hair conjecture. In the anisotropic warm inflation, the condition for making anisotropy survived is clarified. We find exact solutions of power-law anisotropic warm inflation, and investigate the phase space structure of general solutions. It turns out that whether the anisotropy during inflation survives or not depends on the speed of decaying process from inflaton field into matter fields. If the process is very slow, the anisotropic warm inflation is realized. If the process is slow, the anisotropy tends to be hard to grow enough in the duration of inflation. If the process is rapid, no anisotropic inflation occurs.2022年09月13日
- 一般社団法人日本物理学会, 2013年08月26日, 日本物理学会講演概要集, 68(2) (2), 114 - 114, 日本語22pSN-5 Anisotropic non-Gaussianity from a two-form field
- サイエンス社, 2013年05月, 数理科学, 51(5) (5), 28 - 33, 日本語空間・時間・物質と次元 : 相対論から高次元時空へ (特集 次元の作法 : 物理を表現する心得)
- 2012年04月, CLASSICAL AND QUANTUM GRAVITY, 29(8) (8), 1 - 83001, 英語書評論文,書評,文献紹介等
- 一般社団法人日本物理学会, 2012年02月05日, 日本物理學會誌, 67(2) (2), 114 - 115, 日本語宇宙線・宇宙物理領域・素粒子実験領域「CMBで探る初期宇宙とPhysics beyond the Standard Model」(2011年秋季大会シンポジウムの報告,学会報告)
- 社団法人日本物理学会, 2011年03月03日, 日本物理学会講演概要集, 66(1) (1), 105 - 105, 日本語25pGR-1 対称性の破れとインフレーション(25pGR 宇宙線・宇宙物理領域 招待講演,宇宙線・宇宙物理領域)
- 2011年, Lecture Notes in Physics, 828, 235 - 270, 英語機関テクニカルレポート，技術報告書，プレプリント等
- 2006年10月31日, Progress of Theoretical Physics
- 2006年, PROGRESS OF THEORETICAL PHYSICS SUPPLEMENT, (163) (163), I - II, 英語The next chapter in Einstein's legacy - Prefaceその他
- サイエンス社, 2005年04月, 数理科学, 43(4) (4), 20 - 25, 日本語宇宙項問題とDブレーンインフレーション (特集 量子重力理論最前線--弦・ブレーン・ループが広げる新地平)
- On The Higher Codimension BraneworldWe study a codimension 2 braneworld in the Einstein-Gauss-Bonnet gravity. In the linear regime, we show the conventional Einstein gravity can be recovered on the brane. While, in the nonlinear regime, we find corrections due to the thickness and the bulk geometry.2004年10月15日
- Braneworld CosmologyWe present a general formalism for studying an inflationary scenario in the two-brane system. We explain the gradient expansion method and obtain the 4-dimensional effective action. Based on this effective action, we give a basic equations for the background homogeneous universe and the cosmological perturbations. As an application, we propose a born-again braneworld scenario.2004年10月15日
- サイエンス社, 2004年01月, 数理科学, 42(1) (1), 26 - 32, 日本語ブレーンワールドの創世と進化--衝突する4次元宇宙 (特集 ブレーンワールド新展開--時空の幾何学が示す新しい物理像)
- A Novel Approach to BraneworldEvaluating Kaluza-Klein (KK) corrections is indispensable to test the braneworld scenario. In this report, we propose a novel symmetry approach to an effective 4-dimensional action with KK corrections for the Randall-Sundrum two-brane system.2003年12月24日
- Effective Teukolsky Equation on the BraneTo estimate Kaluza-Klein (KK) corrections on gravitational waves emitted by perturbed rotating black strings, we give the effective Teukolsky equation on the brane which is separable equation and hence numerically manageable.2003年12月22日
- Radionic Non-uniform Stable Black StringsNon-uniform black strings in the two-brane system are investigated using the effective action approach. It is shown that the radion acts as a non-trivial hair of black strings. The stability of solutions is demonstrated using the catastrophe theory. The black strings are shown to be non-uniform.2003年12月18日
- 社団法人日本物理学会, 2003年03月06日, 日本物理学会講演概要集, 58(1) (1), 87 - 87, 日本語28pSJ-4 衝突するブレイン宇宙
- サイエンス社, 2002年07月, 数理科学, 40(7) (7), 43 - 49, 日本語宇宙波動関数と解釈問題--量子宇宙から古典宇宙へ (特集 波動関数のミステリー 量子力学の解釈とその不思議)
- It is important to reveal the brane-bulk correspondence for understanding the2002年02月03日
brane world cosmology. When gravitational waves exist in the bulk, however, it
is difficult to make the analysis of the interrelationship between the brane
and the bulk. Hence, the minimal model which allows gravitational waves in the
bulk would be useful. As for such models, we adopt the Bianchi type
midi-superspace models. In particular, the effects of gravitational waves in
the bulk on the brane cosmology is examined using the midi-superspace approach.機関テクニカルレポート，技術報告書，プレプリント等 - Branes for RelativistsRecently, branes in supergravity have become an indispensable tool even for traditional relativists. The purpose of this manuscript is to provide a pedagogical account of the brane technology so that the relativists can use branes in their study. The type IIA supergravity theory is mainly discussed and other cases are briefly mentioned. The repulson singularity is also explained as an interesting application.2001年08月18日機関テクニカルレポート，技術報告書，プレプリント等
- Black Hole in Higher Curvature Gravity and AdS/CFT CorrespondenceThe classical central charge for the higher curvature gravity in 3-dimensions is calculated using the Legendre transformation method. The statistical entropy of BTZ black hole is derived by the Cardy's formula and the result completely coincides with the Iyer-Wald formula for the geometrical entropy. This coincidence suggests the generalized AdS/CFT correspondence.2000年11月27日
- For the BTZ black hole in the Einstein gravity, a statistical entropy has been calculated. It is equal to the Bekenstein-Hawking entropy. In this article, its statistical entropy in the higer curvature gravity is calculated and shown to be equal to one derived by using the Noether charge method. This suggests that the equivalence between the geometrical and statistical entropies of the black hole is retained in the general diffeomorphism invariant theories of gravity. A relation between the cosmic censorship conjecture and the unitarity of the conformal field theory on the boundary of AdS_3 is also discussed.2000年01月07日, Phys.Lett. B471 (2000) 358-366, 471(4) (4), 358 - 366機関テクニカルレポート，技術報告書，プレプリント等
- 2000年, Classical and Quantum Gravity, 17(24) (24), 4967 - 4980
- 2000年01月, PHYSICS LETTERS B, 471(4) (4), 358 - 366, 英語Statistical entropy of BTZ black hole in higher curvature gravity機関テクニカルレポート，技術報告書，プレプリント等
- We propose novel structure formation scenarios based on a non-singular higher1999年06月15日
curvature cosmological model. The model is motivated by the $R^2$ coupling of a
scalar field appearing in the string theory, and in our scenarios the universe
has no beginning and no end. We give two examples with explicit parameter
values which are consistent with present observations of the cosmological
structure. In the first example, the origin of structures are generated as the
adiabatic perturbation during the chaotic inflation, while in the second the
isocurvature non-Gaussian perturbation from the superinf...機関テクニカルレポート，技術報告書，プレプリント等 - Perturbative analysis of non-singular cosmological modelA stability analysis is made for a non-singular pre-big-bang like cosmological model based on 1-loop corrected string effective action. Its homogeneous and isotropic solution realizes non-singular transition from de Sitter universe to Friedmann-like universe, via super inflation phase. We are interested in whether the non-singular nature of the solution would be stable or not in more general inhomogeneous case. Perturbative analysis is made for scalar, vector, and tensor linear perturbations, and instability is found for tensor-type perturbation.1999年01月23日
- 1999年, Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology, 59(6) (6), 英語機関テクニカルレポート，技術報告書，プレプリント等
- 1998年10月01日, Physical Review Letters, 82(13) (13), 2632 - 2635, 英語機関テクニカルレポート，技術報告書，プレプリント等
- Following the method of Buchbinder and Lyahovich, we carry out a canonical formalism for a higher-curvature gravity in which the Lagrangian density ${\cal L}$ is given in terms of a function of the salar curvature $R$ as ${\cal L}=\sqrt{-\det g_{\mu\nu } }f(R)$. The local Hamiltonian is obtained by a canonical transformation which interchanges a pair of the generalized coordinate and its canonical momentum coming from the higher derivative of the metric.1998年01月26日
- 1997年03月, PHYSICAL REVIEW D, 55(6) (6), 3337 - 3345, 英語
- Yukawa Institute for Theoretical Physics, 1996年03月28日, Progress of Theoretical Physics, 96(3) (3), 567 - 574, 英語機関テクニカルレポート，技術報告書，プレプリント等
- The Hamilton-Jacobi equation for the Brans-Dicke theory is solved by using a long-wavelength approximation. We examine the non-linear evolution of the inhomogeneities in the dust fluid case and the cosmological constant case. In the case of dust fluid, it turns out that the inhomogeneities of space-time grow. In the case of cosmological constant, the inhomogeneities decay, which is consistent with the cosmic no hair conjecture. The inhomogeneities of the density perturbation and the gravitational constant behave in a manner similar to those of space-time.THE PHYSICAL SOCIETY OF JAPAN, 1995年09月06日, Progress of theoretical physics, 94(5) (5), 781 - 793, 英語
- 素粒子論グループ 素粒子研究編集部, 1991年12月20日, 素粒子論研究, 84(3) (3), C36 - C42, 英語3-dimensional Gravity and Regge Calculus
- 1988年12月, PROGRESS OF THEORETICAL PHYSICS, 80(6) (6), 941 - 946, 英語KAC FORMULAS FOR G/H CONFORMAL FIELD-THEORIES速報，短報，研究ノート等（学術雑誌）
- 単著, サイエンス社, 2006年臨時別冊数理科学 SGCライブラリ 46 「現代物理のための解析力学」 2006年 03月号
- サイエンス社, 2006年, 日本語
- [早田次郎], 2006年, 英語
- 単訳, 吉岡書店, 1997年10月, 日本語, ISBN: 4842702672
- 日本物理学会第74回年次大会, 2019年03月, 日本語, 日本物理学会, 九州大学, 国内会議磁場とアクシオン暗黒物質が共存する系における光子の伝播口頭発表（一般）
- 日本物理学会第74回年次大会, 2019年03月, 日本語, 日本物理学会, 九州大学, 国内会議マグノンを用いたアクシオンダークマター探索口頭発表（一般）
- 日本物理学会, 2019年03月, 日本語, 日本物理学会, 九州大学, 国内会議ブラックホール上の微分形式場口頭発表（一般）
- 日本物理学会, 2019年03月, 日本語, 日本物理学会, 九州大学, 国内会議パルサータイミングアレイによるアクシオンダークマター分析口頭発表（一般）
- 理論懇シンポジウム, 2019年02月, 日本語, 京都大学基礎物理学研究所, 国内会議物理学は宇宙大規模構造の起源を明らかにできるのか[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 新学術「重力波物理学」, 2019年02月, 英語, 長岡科学技術大学, 国内会議Parity Violation in Gravity: probing with gravitational waves[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 国際会議「The 28th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan」, 2018年12月, 英語, 京都大学, 国際会議Searching for the axion dark matter with pulsar timing arrays口頭発表（一般）
- セミナー, 2018年11月, 日本語, 立教大学, 国内会議String axions in the Sky公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等
- 国際会議「String Axion Cosmology」, 2018年11月, 英語, SKKU, 韓国, 国際会議Primordial Gravitational Waves[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 新学術国際会議, 2018年11月, 英語, 京都大学基礎物理学研究所, 国際会議Nonclassicality of Primordial Gravitational Waves[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- String axion cosmology, 2018年11月, 英語, 成均館大学校, 国際会議Detectability of gravitons with HBT interfereometers[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- The 28th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan, 2018年11月, 英語, 立教大学, 国際会議Axion-Photon Conversion in the Presence of Oscillating Axion Background” The 28th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan, Tachikawa Memori口頭発表（一般）
- The 28th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan, 2018年11月, 英語, 立教大学, 国内会議A strategy for detecting the bispectrum of stochastic gravitational waves.口頭発表（一般）
- 日本物理学会 2018年度秋季大会, 2018年09月, 日本語, 日本物理学会, 信州大学, 国内会議背景重力波のバイスペクトル観測口頭発表（一般）
- 日本物理学会 2018年度秋季大会, 2018年09月, 日本語, 日本物理学会, 信州大学, 国内会議パルサータイミングアレイによるアクシオンダークマター探索口頭発表（一般）
- 日本物理学会, 2018年09月, 日本語, 日本物理学会, 宇都宮大学, 国内会議パルサータイミングアレイによるアクシオンダークマターへの制限口頭発表（一般）
- 日本物理学会 2018年度秋季大会, 2018年09月, 日本語, 日本物理学会, 信州大学, 国内会議アクシオン暗黒物質を背景とする光子・アクシオン転換口頭発表（一般）
- 国際会議「5th Korean-Japan Workshop on Dark Energy: Starobinsky’s Universe」, 2018年08月, 英語, KASI(韓国）, 国際会議String axions, flapping resonance, and GW forest[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 5th Korea-Japan Workshop on Dark Energy, 2018年08月, 英語, Korea Astronomy and Space Science Institute, Starobinsky's Universe, 国際会議GW forest from the string axiverse[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- SUSY 2018, 2018年07月, 英語, SUSY, Barcelona, 国際会議GW forest from the string axiverse口頭発表（一般）
- SUSY2018, 2018年07月, 英語, バルセロナ, 国際会議Gravitational waves forest from string axiverse口頭発表（一般）
- 国際会議「The first NRF-JSPS workshop in particle physics, cosmology, and gravity」, 2018年07月, 英語, 支笏湖, 国際会議Glaubers in the Sky[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- The first NRF-JSPS workshop in particle physics,cosmology, and gravitation, 2018年07月, 英語, NRF-JSPS, 北海道, 国際会議Glauber in the sky[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 15th Marcel Grossmann Meeting - MG15, 2018年07月, 英語, University of Rome "La Sapienza, Rome, Italy, 国際会議Exploring the string axiverse and parity violation in gravity with gravitational waves口頭発表（一般）
- 15th Marcel Grossmann meeting, 2018年07月, 英語, Roma, Italy, 国際会議A strategy for detecting the bispectrum of stochastic gravitational waves.口頭発表（一般）
- 研究会「量子情報と宇宙」, 2018年06月, 日本語, 神戸大学, 神戸大学, 国内会議原始重力波の量子コヒーレンス公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等
- International workshop for String theory, Gravitation and Cosmology (STGCOS) 2018’, 2018年06月, 英語, STGCOS, Korea, 国際会議Cosmological Bell Inequality and Entangled Quantum Vacuum[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 国際会議「International workshop for string theory and cosmology」、APCTP, 2018年06月, 英語, 韓国, 国際会議Cosmological Bell Inequality and entangled quantum Vacuum[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 国際会議「2018 International Pulsar Timing Array conference」, 2018年06月, 英語, アルバカーキ, 国際会議Constraint on the axion dark matter using pulsar timing arrays口頭発表（一般）
- 日本物理学会, 2018年03月, 日本語, 日本物理学会, 東京理科大, 国内会議原始重力波の量子コヒーレンス口頭発表（一般）
- 重力・宇宙研究会, 2018年03月, 日本語, 山口大学, 山口大学, 国内会議String Axions in the Sky[招待有り]シンポジウム・ワークショップパネル（指名）
- 日本物理学会, 2018年03月, 日本語, 日本物理学会, 宮崎大学, 国内会議Anisotropic constant-roll inflation口頭発表（一般）
- 日本物理学会, 2018年02月, 日本語, 日本物理学会, 東京理科大学, 国内会議パルサータイミングアレイによるアクシオンダークマター解析口頭発表（一般）
- 加速宇宙シンポジウム, 2018年02月, 英語, 東北大学, 東北大学, 国内会議String axions in Chern-Simons gravity[招待有り]シンポジウム・ワークショップパネル（指名）
- YIKIS2018a Symposium, 2018年02月, 英語, YIKIS, 京都, 国際会議Primordial gravitational waves and early universesポスター発表
- 国際会議「YKIS2018a Symposium General Relativity - The Next Generation -」, 2018年02月, 英語, YKIS, 基礎物理学研究所, 国際会議Exploring the string axiverse and parity violation in gravity with gravitational wavesポスター発表
- 日本物理学会, 2018年02月, 日本語, 日本物理学会, 東京理科大学, 国内会議Electromagnetic waves propagating in the string axiverse口頭発表（一般）
- 国際会議「YKIS2018a Symposium General Relativity - The Next Generation -」, 2018年02月, 英語, YKIS, 京都大学, 国際会議Constraint on the axion dark matter using pulsar timing arraysシンポジウム・ワークショップパネル（公募）
- Korea-Japan bilateral workshop on String axion cosmology, 2018年, 英語, Sungkyunkwan Universityty, Korea, 国際会議Axion-Photon Conversion in the Presence of Oscillating Axion Background[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 集中講義, 2018年01月, 日本語, 名古屋大学, 名古屋大学, 国内会議インフレーション中の揺らぎの量子相関公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等
- 国際会議「7th Bangkok Workshop on High-Energy Theory」, 2018年01月, 英語, タイ, 国際会議String moduli, string axiverse, and gravitational waves口頭発表（一般）
- 国際会議「NCTS Annual meeting 2017」, 2017年12月, 英語, 国立清華大学, 台湾, 国際会議Gravitational waves in the string axiverse[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 国際会議「International Symposium on Cosmology and Particle Astrophysics CosPA 2017」, 2017年12月, 英語, 基礎物理学研究所, 京都大学, 国際会議Exploring the string axiverse and parity violation in gravity with gravitational wavesシンポジウム・ワークショップパネル（公募）
- 国際会議「International Symposium on Cosmology and Particle Astrophysics (CosPA 2017)」, 2017年12月, 英語, CosPA, 京都大学, 国際会議Constraint on the axion dark matter using pulsar timing arrays口頭発表（一般）
- CosPA (International Symposium on Cosmology and Particle Astrophysics), 2017年11月, 英語, 広島, 国際会議Primordial gravitational waves and early universesシンポジウム・ワークショップパネル（公募）
- 国際会議「The 27th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan」, 2017年11月, 英語, 広島, 国際会議Exploring the string axiverse and parity violation in gravity with gravitational wavesシンポジウム・ワークショップパネル（公募）
- 国際会議「The 28th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan」, 2017年11月, 英語, 広島, 国際会議Constraint on the axion dark matter using pulsar timing arrays口頭発表（一般）
- 日本物理学会 2017年秋季大会, 2017年09月, 日本語, 日本物理学会, 宇都宮大学, 国内会議超軽量アクシオン暗黒物質による構造形成口頭発表（一般）
- 日本物理学会, 2017年09月, 日本語, 日本物理学会, 宇都宮大学, 国内会議Infinite violation of Bell inequalities口頭発表（一般）
- 日本物理学会, 2017年09月, 英語, 日本物理学会, 宇都宮大学, 国内会議Dynamical Chern-Simons gravityにおけるスカラー場振動による重力波共鳴口頭発表（一般）
- 研究会「曲がった時空上の場の量子論と量子情報, 2017年06月, 日本語, 広島大学, 広島大学, 国内会議ベルの不等式関連の話公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等
- 国際会議「IV Cosmology and the Quantum Vacuum 2017」, 2017年06月, 英語, スペイン, 国際会議Exploring string axiverse with gravitational wave physics[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- NCTSセミナー, 2017年05月, 英語, 国立清華大学, 台湾, 国際会議Infinite violation of Bell inequalities公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等
- 日本物理学会 第 72 回年次大会, 2017年03月, 日本語, 大阪大学, 大阪大学, 国内会議連続磁場中での Axion-Photon Conversion が与える偏光への効果口頭発表（一般）
- 新学術「加速宇宙」シ ンポジウム, 2017年03月, 英語, KEK, 国内会議Ultralight axion dark matter in accelerating universe[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 日本物理学会第 72 回 年次大会, 2017年03月, 日本語, 大阪大学, 大阪大学, 国内会議f(R)理論におけるアクシオン・スカラロン共鳴口頭発表（一般）
- 国際 会議「Physics in LHC and the Early Universe」, 2017年01月, 英語, 東京大学, 東京大学, 国際会議CMB Anomaly and Inflation with Spontaneous Symmetry Breakdown[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 第５回観測的宇宙論研究会, 2016年11月, 日本語, 広島大学, 広島大学, 国内会議宇宙観測における異常性から探る基礎物理学公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等
- The 26th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan, 2016年10月, 英語, 大阪市立大学, Osaka City University, 国際会議Radiation memory of Axion-electrodynamics口頭発表（一般）
- The 26th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan, Osaka City U., 2016年10月, 英語, 大阪市立大学, 国際会議Probing ultralight scalar dark matter with pulsar timing arrays口頭発表（一般）
- The 26th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan, 2016年10月, 英語, ISGRS, 大阪, 国際会議Effects of ALP-Photon Conversion on Gamma-ray Bursts Polarizationポスター発表
- 日本物理 学会 2016 年秋季大会, 2016年09月, 日本語, 宮崎大学, 国内会議修正重力理論におけるアクシオン暗黒物質の検出可能性口頭発表（一般）
- 日本物理学会 2016 年秋季大会, 2016年09月, 日本語, 宮崎大学, 宮崎大学, 国内会議パルサータイミングアレイによるアクシオンダークマターの観測可能性口頭発表（一般）
- 日本物理学会, 2016年09月, 日本語, 宮崎大学, 宮崎大学, 国内会議Quantum discord in the multiverse口頭発表（一般）
- 国際会議「Varying Constants and Fundamental Cosmology」, 2016年09月, 英語, Maritime 大学, ポーランド、シュチェチン, 国際会議Probing Quantum Correlation in de Sitter Universe[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 国際会議「International workshop for string theory and cosmology」, 2016年08月, 英語, 韓国, 国際会議Probing Ultralight AxionDark Matter[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 素粒子セミナ ー, 2016年06月, 英語, 大阪大学, 大阪大学, 国内会議Gauge Fields, Statistical Anisotropy, and Anisotropic Inflation公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等
- 日本物理学会, 2016年03月, 日本語, 東北学院大学, 仙台, 国内会議宇宙論的揺らぎの量子性について口頭発表（一般）
- 日本物理学会, 2016年, 日本語, 宮崎大学, 宮崎大学, 国内会議Axion 電磁気学における radiation memory口頭発表（一般）
- 集中講義, 2016年01月, 日本語, 早稲田大学, 東京, 国内会議素粒子的宇宙物理学B公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等
- 招待セミナー, 2016年01月, 英語, 早稲田大学, 東京, 国内会議Physics with Pulsar Timing Arrays公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等
- テラスケール研究会2015, 2015年12月, 日本語, 東京工業大学, 東京, 国内会議ゲージ場が生み出す時空の微細構造公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等
- 招待セミナー, 2015年09月, 英語, バスク大学, スペイン, 国際会議Anisotropic Inflation and CMB公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等
- International Workshop for String Theory and Cosmology, 2015年06月, 英語, 釜山, 国際会議Designing Anisotropic Inflation[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 中国物理学会, 2015年06月, 英語, 杭州（中国）, 国際会議Anisotropic Inflation and CMB[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 集中講義, 2015年04月, 日本語, 名古屋大学, 名古屋大学, 国内会議非等方インフレーション[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- KMIセミナー, 2015年04月, 日本語, 名古屋大学, 名古屋大学, 国内会議Statistical Anisotropy in the CMB from a two-form field[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 日本物理学会 2015年春季大会, 2015年03月, 日本語, 早稲田大学, 国内会議Quantum Negativity in de Sitter Space口頭発表（一般）
- B-mode Cosmology, 2015年02月, 英語, KEK, 国際会議Impact of Form Fields on Primordial Gravitationa[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 日本物理学会 2014年秋季大会, 2014年09月, 日本語, 佐賀大学, 国内会議膨張宇宙でのSchwinger効果口頭発表（一般）
- The Spanish Relativity Meeting 2014 (ERE2014), 2014年09月, 英語, バレンシア大学,Spain, 国際会議Anisotropic powe-law inflation口頭発表（一般）
- 日本物理学会 2014年秋季大会, 2014年09月, 英語, 佐賀大学, 国内会議A class of superintegrable systems in E3 and its Eisenhart spacetimeポスター発表
- 名古屋大学招待セミナー, 2014年07月, 日本語, 名古屋大学, 国内会議Quantum Entanglement in de Sitter Space公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等
- 関西地域セミナー, 2014年06月, 日本語, 神戸大学, 国内会議重力波が拓く物理学の未来[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- Workshop for String Theory and Cosmology, 2014年06月, 英語, 釜山, 国際会議Quantum Entanglement in de Sitter Space[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 日本物理学会, 2014年03月, 日本語, 東海大学, 国内会議ドジッター時空のエンタングルメントエントロピー口頭発表（一般）
- ケープタウン大学セミナー, 2014年03月, 英語, ケープタウン(南アフリカ), 国際会議A Challenge to Cosmic No-hair公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等
- 国立清華大学, 2013年12月, 英語, 新竹（台湾）, 国際会議Gauge Fields and Cosmic No-Hair Conjecture 2[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 国立清華大学, 2013年12月, 英語, 新竹（台湾）, 国際会議Gauge Fields and Cosmic No-Hair Conjecture 1[招待有り]口頭発表（招待・特別）
- 神戸大学数学科可積分系セミナー, 2013年10月, 日本語, 国内会議代数幾何学と宇宙論の接点公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等
- 国立天文台理論物理学研究, 2013年10月, 日本語, 国内会議ゲージ場とインフレーション[招待有り]口頭発表（招待・特別）
■ 共同研究・競争的資金等の研究課題
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 神戸大学, 2022年04月01日 - 2026年03月31日高周波重力波物理学の開拓現在、干渉計で観測できる重力波は10Hz から1kHz くらいの狭い周波数帯域に限られている。今後、宇宙空間へ干渉計を打ち上げることで1mHz まで周波数帯を低周波側に伸ばす計画はあるが、電磁波を用いた天文学に比べるとまだ十分とは言えない。10kHz から10THz までの周波数帯へ観測領域を広げることで新たな重力波源が見えてくるはずである。本研究計画では、申請者らのマグノンを用いたGHz 重力波検出原理をさらに発展させ高周波重力波物理学を開拓すること、この周波数帯の重要な重力波源として太陽質量より軽い原始ブラックホールを研究すること、重力波を用いてQCDアクシオンを探索することを目的としている。 代表の早田は、イットリウム鉄ガーネット（YIG）強磁性体球を用いた重力波検出可能性を検討し、フェルミ正規座標系を拡張することで格段に精度が向上することを明らかにした。これは将来の高周波重力波検出器をデザインするうえで重要な成果である。分担者の野海は、positivity boundを用いて、暗黒物質の候補であるである暗黒光子のパラメータに対して下限を与えた。これは、実験で得られている上限と組み合わせて暗黒物質解明に重要な示唆を与えている。分担者の菅野は、インフレーション中に発生する重力波が原始磁場によってうける影響を明らかにした。これは高周波重力波観測にとって重要な結果である。分担者の吉野は、回転ブラックホールの周りのアクシオンの不安定性を解析し、ボーズノヴァが起こる可能性があることを示した。このことから、原始ブラックホールからの高周波重力波発生が期待できることがわかった。
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(B), 神戸大学, 2022年04月01日 - 2026年03月31日高周波重力波物理学の開拓
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(B), 基盤研究(B), 神戸大学, 2020年04月01日 - 2024年03月31日「弱い重力予想」に基づく素粒子論・宇宙論：量子重力理論への現象論的アプローチ
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(B), 基盤研究(B), 神戸大学, 2017年04月01日 - 2022年03月31日, 研究代表者
宇宙マイクロ波背景放射(CMB)観測衛星WMAPによって、CMB温度揺らぎに統計的非等方性などの異常な性質（CMBアノーマリー）が発見された。そのような中、我々は非等方性の生成機構を発見し、CMBアノーマリーの理解に貢献した。本研究では、自発的対称性の破れという観点から、さらにこの研究を発展させ、多様なCMBアノーマリーの物理的機構を明らかにする。その研究成果をもとに新たな現象を予測し、観測の将来計画に指針を与える。さらに、CMBアノーマリーの背後にある初期宇宙を支配する究極理論を探求する。 本年度、研究代表者の早田は、自発的に対称性の破れた背景での原始重力波の統計を調べ、高周波数モードの場合サブポアッソン統計分布を示す可能性があることを示した。古典論的な重力波生成であればサブポアッソン分布は生じないことが分かっているので、これは重力子の観測可能性を示すものであり、画期的な成果である。また、時空のパリティー対称性の破れを重力波の伝搬を通して検証できることを明らかにした。 インフレーション中の宇宙はハッブルスケール程度の温度を持った様々な粒子で満たされている。原始ゆらぎがこれらの熱浴と相互作用していると、粒子生成の効果に伴い非ガウス性などの観測量に影響が現れると期待される。本年度、分担者の野海は、時間並進対称性の自発的破れに基づく「原始ゆらぎの有効場理論」にこのような粒子生成の効果を取り込むことに成功した。構成した有効理論はインフレーションだけでなく時間結晶や同期現象などの物性系への応用も期待される。競争的資金 - 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型), 新学術領域研究(研究領域提案型), 神戸大学, 2018年04月01日 - 2020年03月31日, 研究代表者宇宙には、暗黒物質（DM）と呼ばれる見えない物質が存在し、その正体を解明することは宇宙論の大問題となっている。DMの候補として最近、軽い質量を持ったアクシオンDMの研究が重要となってきた。アクシオンDMの大きな特徴はアクシオン場のコヒーレントな振動にある。一方、重力波の直接観測が成功したことにより、重力波を用いたアインシュタイン重力を超える理論の探求は大きな課題となっている。ここではアクシオンとの結合が重要となるチャーン・サイモンズ重力理論に着目する。本研究の目的は、チャーン・サイモンズ重力理論におけるブラックホール連星等からの重力波の伝搬がアクシオン振動との相互作用によってどのような影響を受けるのかを研究し、時空のパリティーを破れとアクシオンDMの証拠を明らかにすることである。 1.アクシオンDM環境における重力波伝搬を解析し、結合定数の大きさについて太陽系観測で得られる制限より6桁ほど強い制限が得られることを発見した。アクシオンと重力波の共鳴によって円偏光重力波へと変換されることを明らかにした。また、アクシオンとの結合によって重力波が光速からずれることを明らかにした。 2. アクシオンによるパラメータ共鳴や光速からのずれなどの現象が電磁波においても生じることを明らかにした。 3. 放射優勢期において、アクシオン振動による重力波生成が起き、その信号がLISAなどの宇宙重力波干渉計で観測され得ることを示した。競争的資金
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽), 挑戦的研究(萌芽), 神戸大学, 2017年06月30日 - 2020年03月31日量子情報理論から迫る原始重力波の量子性
インフレーション理論は、宇宙の大規模構造や宇宙背景放射の温度揺らぎを説明することに成功した。ミクロな世界の量子揺らぎがマクロな宇宙の構造の直接の原因であるというインフレーション理論の主張は、それを検証することができればノーベル賞級の業績となるほどの重要性を持つ。しかし、競合する他の理論にも同様の結論を導くものがあるため、インフレーション理論を完全に確立するためには、インフレーション理論しか予言していない原始重力波を観測し、その量子性を証明することが必須である。2015年に重力波が初観測され、今や原始重力波の初観測は間近である。もしそうなれば、残された課題はその量子性を示すことだけとなる。幸い、近年の量子情報理論の発展は著しく、その成果を利用すれば、原始重力波の量子性の検証の可能性は高い。 本研究の目的は、量子情報理論における最近の成果を応用することで、インフレーションによって生成された原始重力波の量子性を証明する方法を開発することにある。 インフレーション中の原始重力波の量子性を検証するためには、何らかの測度が必要である。これまでは、エンタングルメントに着目した研究を行ってきたが、その研究の過程で、量子論的干渉性に着目するようになった。重力子の統計性は古典論では必ず、スーパーポアッソン分布になることに着目した。我々は、近年盛んに研究されているように、インフレーション中にゲージ場が存在するようなモデルでは、高周波数領域でサブポアッソンが観測され得ることを示した。これは、重力波の統計性を見ることで重力子の存在を検証できることを意味している。我々の成果は原始重力波の量子性の検証に新たな方向性を示した画期的なものであると思われる。 - 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型), 新学術領域研究(研究領域提案型), 東京大学, 2015年06月29日 - 2020年03月31日究極理論からの加速宇宙の解明山本は、観測的宇宙論にもとづいた重力の検証として、大規模構造における重力赤方偏移の直接検出の可能性に着目した。高次摂動の理論模型の解析から、ボイド-銀河クロス相関関数の双極子成分が重力赤方偏移のシグナルを反映し検出に役立つことを示した。また、最近Aokiらによって提案されたダークエネルギー模型が超ホライズンスケールでダークエネルギー密度に大きな非一様性を持つ模型であることを示し、それが積分ザックス-ヴォルフェ効果を通して宇宙背景放射の温度揺らぎに与える影響を評価した。 野村は、宇宙論的時空を含む一般の時空に対応するホログラフィック理論を境界の量子情報量と時空の幾何との間の関係を用いて調べた。特に、ホログラフィック幕と呼ばれる時空の情報がエンコードされていると考えられる超曲面の詳細な性質を調べ、それをより一般の場合に適用出来るよう拡張した。またこれらの拡張の物理的意味についても考察し、境界理論における量子状態の粗視化が時空におけるホログラフィック幕に対するある種の繰り込み操作に対応することを明らかにした。 早田は、暗黒物質の有力候補であるストリング由来のアクシオンが、将来の宇宙重力波干渉計LISAやDECIGOによって観測可能な大きさの重力波を放射することを明らかにした。 大栗は、数学的な整合性を持つ量子重力理論から導かれる低エネルギー有効理論への制限を与える「スワンプランド条件」のひとつとして、有効理論のスカラー場のポテンシャルの満たす条件を提案した。この条件は、準安定なドジッター真空を許さないので「ドジッター条件」と呼ばれている。
- 学術研究助成基金助成金／挑戦的研究（萌芽）, 2017年04月 - 2020年03月, 研究代表者競争的資金
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(A), 基盤研究(A), 2014年06月27日 - 2018年03月31日超弦理論と呼ばれる統一理論が，自然の最も根源的な基本法則であるかどうかを，理論の予言する非常に弱い相互作用をする場や粒子が引き起こす特有の宇宙現象の観測により検証する方策を組織的に探査した．成果として，アクシオンと呼ばれるスカラ場とブラックホールの相互作用から生じる重力波の観測，高エネルギー天体からのガンマ線と赤外線背景放射の観測，アクシオンダークマターを通過する電磁波や重力波の観測，加速器における新粒子探査，宇宙初期インフレーションのCMBによる観測など様々な検証法を提案した．さらに，素粒子標準模型および宇宙現象の双方を整合的に記述する可能性のある超弦理論の例をいくつか具体的に構成した．
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型), 新学術領域研究(研究領域提案型), 神戸大学, 2014年04月01日 - 2016年03月31日, 研究代表者ヒッグス粒子が発見され、標準模型の正しさが証明されるとともに、ニュートリノの質量や暗黒物質など、標準模型では説明できない現象がクローズアップされており、ミクロの物理への新しいアプローチが必要とされている。一方で、インフレーションシナリオの正しさが、宇宙背景放射の観測によってほぼ決定的となった。インフレーションを、ミクロの物理を研究するための道具として積極的に使うことができるようになったのである。これは、インフレーション中に生成された揺らぎ、特に原始重力波、が高エネルギー宇宙の情報をもたらすからである。本研究の目的は、原始重力波を使ったアキシオンセクターの物理の研究であり、それを通して 新たな時空像に迫ることにあった。 今年度は、アキシオンと非アーベルゲージ場の相互作用に加えて、ディラトン場とそのゲージ場への結合関数を導入することで宇宙背景放射の観測と矛盾する事無く、干渉計による重力波観測やパルサータイミングアレイによる重力波観測によって検証し得る大きさの原始重力波が自然に生成される事を示した。超重力理論においてはこのようなモデルは自然であり、重力波による超重力理論の検証を可能にする成果である。また、このとき生成される重力波はパリティー対称性を破った円偏極重力波であり、宇宙初期に時空のパリティー対称性が破れているという興味深い現象を予言している。観測によって実証されれば、新たな宇宙描像を与えるという異議を持っている。競争的資金
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(C), 基盤研究(C), 神戸大学, 2013年04月01日 - 2016年03月31日, 研究代表者非等方インフレーションにおける非ガウス性の系統的な計算を行った。さらに、非等方インフレーションにおけるスペクトル指数、テンソル・スカラー比などの観測可能量まで考慮してPlanckデータの比較検討を行い、非等方インフレーションのモデルパラメータへの制限を明らかにした。 これまでの非等方インフレーションでは、ゲージ運動項とポテンシャル関数の間に特別な関数関係を仮定していた。非等方インフレーションの普遍性を明らかにするために、より一般的なポテンシャルとゲージ運動項を用いた解析を行い、過渡的な非等方インフレーションやインフレーションの最終段階で非等方インフレーションが起きることを明らかにした。競争的資金
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(A), 基盤研究(A), 京都大学, 2009年04月01日 - 2015年03月31日宇宙が誕生した直後に起こった宇宙の加速膨張，インフレーションにおいて，現在の宇宙の構造を決める様々な揺らぎが誕生したと考えられている。その揺らぎがどのように進化し，どのような非線形・非摂動的重力現象を通して現在の銀河などの宇宙の大規模構造になったか，という課題は宇宙論の最重要課題の一つである。本研究では，ミクロな量子揺らぎからマクロな宇宙の時空の揺らぎまでのあらゆる階層の揺らぎに対して，総合的かつ系統的な解析を行い，この課題に関して国際的に第一級の成果を数多く上げた。その成果は，今後の宇宙論モデルの研究の重要な指針を与えるものである。
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(A), 基盤研究(A), 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 2010年04月01日 - 2014年03月31日究極理論への新たな実験観測ウインドウの開拓を目指して，宇宙物理現象論と超弦理論・超重力理論の双方からアクシオンについて組織的な研究を行い，200編を超える論文を発表した．主な成果は，回転ブラックホールの引き起こすアクシオンボーズノバ現象の数値シミュレーションによる実証とその重力波による観測可能性の発見，高エネルギーガンマ線観測と赤外線放射観測の矛盾をアクシオンにより解消するパラメータの導出，重いモジュライの崩壊により生成されたアクシオンの宇宙背景放射への影響の評価とそれによる余剰空間コンパクト化への制限，アクシオン起源の等曲率ゆらぎや位相的励起生成に基づく素粒子模型への制限の導出などである．
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型), 新学術領域研究(研究領域提案型), 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 2009年07月23日 - 2014年03月31日本研究では，ゆらぎを軸とした宇宙現象論と重力を含む統一理論に基づく宇宙模型の構築という2つの異なる方向から研究を行い，これまで300編を超える論文を発表した．特に顕著な成果としては，1成分のスカラ場により引き起こされる最も一般的なインフレーション理論の構築とそのCMB観測との比較，整合的な非等方インフレーション模型の構築とその詳細な観測的予言の導出，4次元超重力統一理論に基づいた多様な大変動場インフレーション模型の構築，3次元数値シミュレーションを用いたアクシオン宇宙論の研究に基づく素粒子理論への制限，インフレーション場の量子補正赤外発散問題の解明，多様な修正重力理論の組織的研究が挙げられる．
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(C), 基盤研究(C), 京都大学, 2010年 - 2012年超重力理論ではゲージ場の運動エネルギー項がスカラー場との非自明な結合を持つことが知られている。我々は、このことに着目し、宇宙初期において非等方なインフレーションを引き起こすモデルを発見した。さらに、このモデルが宇宙背景放射の統計的な非等方性や温度揺らぎと偏光の相関等の存在を予言することを明らかにした。Planckのデータリリースが遅れたため、観測データとの比較によるモデルの検証には至らなかったが、素粒子の基礎理論を初期宇宙の観測から探求する新たな道を開いたものと自負している
- 文部科学省, 科学研究費補助金(基盤研究(C)), 2010年 - 2012年, 研究代表者競争的資金
- 文部科学省, 科学研究費補助金(新学術領域研究(研究領域提案型)), 2009年 - 2012年1. 宇宙初期におけるゆらぎの生成とCMB観測(1) 局所ボイド宇宙モデルにおいて,中心からずれた位置で観測されるCMB温度非等方性に対する双極成分および4重極成分に対する一般的な解析的公式を初めて導出.双極成分と異なり4重極成分の大きさはボイドサイズに大きく依存することを発見.さらに,偏光に対する重力レンズ効果を与える解析表式を導出し,ボイドが特有のE-B相関を生み出すことを指摘.2編の論文を準備中[小玉,齋藤,後藤](2) ドメインウォールの時間発展を高精度で数値計算し,それに基づいてドメインウォールからの重力波を評価.また,コスミックストリングのキンクからの重力波放出量を評価し,さらにこの重力波が生み出すBモードの相関関数を計算.[川崎,平松,齊川,宮本,中山](3) 最大尤度反転法によるりCMB非等方性観測データから初期曲率ゆらぎのパワースペクトルを再構築し,それに基づいたMCMC法により初期パワースペクトルアノマリーを発見[市來,永田,横山].(4) 密度ゆらぎが2競争的資金
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 特別研究員奨励費, 特別研究員奨励費, 京都大学, 2007年 - 2009年カルツァ・クライン・ブラックホールの古典及び量子論的側面高次元ブラックホールは弦理論の予言の1つであり、加速器実験において重要な役割を果たす可能性がある。特に、その安定性は重要な研究テーマとなっている。 我々はすでにKaluza-Kleinブラックホールや特殊な回転するブラックホールの安定性を示すことに成功している。本年度は、さらに、高次元ブラックホールの安定性に関して重要な発見をした。Einsteinの重力理論の自然な拡張であるLovelock重力と呼ばれる高階微分の入った理論におけるブラックホールの安定性の解析を行い、質量が小さなブラックホールが偶数次元では不安定性を示すことを明らかにした。特に、短波長で強い不安定性を示すことを発見した。このような現象はEinsteinの重力理論では見られない。高階微分は量子重力理論による補正とみなすことこともできるが、我々の発見はこのような摂動的な重力理論の記述が破綻する可能性があることを示しており、弦理論などの基礎理論を構築するうえでも、非常に重要な示唆を与えるものと思われる。 また、加速器実験でつくられるかもしれない高次元の回転するブラックホールからの重力子のホーキング放射を計算することに成功した。このような計算は実際にデータと比較してブラックホール生成の有無を判定するために重要となるであろう。
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(C), 基盤研究(C), 京都大学, 2006年 - 2009年観測の発展に伴い、ローレンツ不変性のような基礎原理の再検討が重要となっている。また、精密観測は理論的な微細構造の探求も促している。それが如何に小さな効果でも考察の余地がある。このような動機のもと、ローレンツ不変性の破れの宇宙論へのインパクトを研究した。その結果、自発的にローレンツ不変性が破れることで非等方インフレーションがおきることを発見した。この背景時空上での宇宙論的摂動理論を構築し、将来の宇宙背景輻射観測において重要となる様々な観測量の予言に成功した。
- 文部科学省, 科学研究費補助金(基盤研究(C)), 2006年 - 2009年, 研究代表者観測の発展に伴い、ローレンツ不変性のような基礎原理の再検討が重要となっている。また、精密観測は理論的な微細構造の探求も促している。それが如何に小さな効果でも考察の余地がある。このような動機のもと、ローレンツ不変性の破れの宇宙論へのインパクトを研究した。その結果、自発的にローレンツ不変性が破れることで非等方インフレーションがおきることを発見した。この背景時空上での宇宙論的摂動理論を構築し、将来の宇宙背景輻射観測において重要となる様々な観測量の予言に成功した。競争的資金
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(B), 基盤研究(B), 京都大学, 2005年 - 2008年高次元時空理論に基づく宇宙論やブラックホール形成問題を詳しく解析し、それらがどのような実験ないしは観測によって検証可能かを研究した。その結果、宇宙論においては、宇宙曲率揺らぎの非ガウス性が重要であるという共通認識を得た。そこで、非ガウス性を一般的に取り扱う定式化を構築した。また、高次元ブラックホールに関しては、LHCにおけるブラックホール生成条件等に関するより定量的な評価を導出した。
- 文部科学省, 科学研究費補助金(基盤研究(B)), 2005年 - 2008年高次元時空理論に基づく宇宙論やブラックホール形成問題を詳しく解析し、それらがどのような実験ないしは観測によって検証可能かを研究した。その結果、宇宙論においては、宇宙曲率揺らぎの非ガウス性が重要であるという共通認識を得た。そこで、非ガウス性を一般的に取り扱う定式化を構築した。また、高次元ブラックホールに関しては、LHCにおけるブラックホール生成条件等に関するより定量的な評価を導出した。競争的資金
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 基盤研究(C), 基盤研究(C), 京都大学, 2002年 - 2005年宇宙背景輻射による余剰次元の観測最近の宇宙背景輻射観測衛星WMAPによる観測結果はインフレーション理論を強く支持している。従って、宇宙論における最も重要な問題はインフレーションを引き起こすインフラトンの正体をつきとめることにある。一方、我々の世界を記述する究極の理論であると期待されている超弦理論の最も明確な予言は時空が10次元であるというものである。この理論は、なんらかのコンパクト化の機構によって我々の4次元世界とつながっていなければならない。このコンパクト化の機構としてブレーン宇宙が自然なものであるという示唆が超弦理論からもたらされた。我々は、このブレーン宇宙描像をもとにインフラトンの正体を幾何学的に明らかにした。具体的には、我々の開発した低エネルギーにおけるブレーンの進化を扱う方法である微分展開法を使って、4次元有効理論をつくり、衝突するブレーン宇宙モデルを解析できるような定式化に成功した。特に、ブレーン衝突の影響を5次元の保存則を使って明らかにした。インフラトンとしてスカラー場を導入することなく幾何学的なインフレーションモデルの構築を行った点が重要な点である。我々の提案したモデルでは、インフレーションはバルクのフラックスによって引き起こされ、ブレーンの衝突によって終了する。この衝突時のエネルギーが熱に転化されてビッグバン宇宙が始まると考えられる。このモデルを基礎にして、インフレーションによる揺らぎの生成と進化を研究し、現在の観測と矛盾しない結果が得られることを示した。
- 文部科学省, 科学研究費補助金(基盤研究(C)), 2002年 - 2005年, 研究代表者最近の宇宙背景輻射観測衛星WMAPによる観測結果はインフレーション理論を強く支持している。従って、宇宙論における最も重要な問題はインフレーションを引き起こすインフラトンの正体をつきとめることにある。一方、我々の世界を記述する究極の理論であると期待されている超弦理論の最も明確な予言は時空が10次元であるというものである。この理論は、なんらかのコンパクト化の機構によって我々の4次元世界とつながっていなければならない。このコンパクト化の機構としてブレーン宇宙が自然なものであるという示唆が超弦理論からもたらされた。我々は、このブレーン宇宙描像をもとにインフラトンの正体を幾何学的に明らかにした。具体的には、我々の開発した低エネルギーにおけるブレーンの進化を扱う方法である微分展開法を使って、4次元有効理論をつくり、衝突するブレーン宇宙モデルを解析できるような定式化に成功した。特に、ブレーン衝突の影響を5次元の保存競争的資金
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 奨励研究(A), 奨励研究(A), 京都大学, 1998年 - 1999年宇宙の構造形成と超弦理論による宇宙の特異点の解消我々の宇宙はビッグバンモデルによって記述されると信じられている。ただし、この理論には初期特異点の問題がある。ほとんどの人は、この問題が量子重力理論によって解決されると期待している。本研究の目的はこの問題と宇宙の構造形成の問題とを結び付けて考察することであった。現在、量子重力理論の候補としては超弦理論しか存在しない。そこでこの理論の中で、初期特異点の存在しないような宇宙モデルを研究することから出発した。弦理論における量子補正を考慮したモデルの線形安定性を調べることで、新しい種類の不安定性を発見した。さらに詳しくモデルを調べることで、新しい宇宙の創世の機構を明らかにした。 また、最近の観測から宇宙の曲率が負であることが明らかになったが、我々は特異点を持たない開いた宇宙の生成機構を研究し、トンネル効果で宇宙が生まれ、同時にインフレーションが起きうることを示した。一方で、双対性との関連で我々が高次元の中のブレインに住んでいるという描像がどんな宇宙的帰結が得られるかを調べた。その結果、我々の宇宙が無の状態からトンネル効果によって生み出されるという描像が普遍的であることを明らかにした。 今後は、これらの成果を超弦理論の立場から整理統合していく計画である。
- 文部科学省, 科学研究費補助金(奨励研究(A)), 1998年 - 1999年, 研究代表者我々の宇宙はビッグバンモデルによって記述されると信じられている。ただし、この理論には初期特異点の問題がある。ほとんどの人は、この問題が量子重力理論によって解決されると期待している。本研究の目的はこの問題と宇宙の構造形成の問題とを結び付けて考察することであった。現在、量子重力理論の候補としては超弦理論しか存在しない。そこでこの理論の中で、初期特異点の存在しないような宇宙モデルを研究することから出発した。弦理論における量子補正を考慮したモデルの線形安定性を調べることで、新しい種類の不安定性を発見した。さらに詳しくモデルを調べることで、新しい宇宙の創世の機構を明らかにした。また、最近の観測から宇宙の曲率が負であることが明らかになったが、我々は特異点を持たない開いた宇宙の生成機構を研究し、トンネル効果で宇宙が生まれ、同時にインフレーションが起きうることを示した。一方で、双対性との関連で我々が高次元競争的資金
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 奨励研究(A), 奨励研究(A), 京都大学, 1995年 - 1995年非一様宇宙の量子論この研究の目的は宇宙の大規模構造の起源を量子重力にまでさかのぼって明らかにすることにあった。特に、そのための道具として微分展開法を適用しようと計画していた。 手始めに、微分展開法の数学的な側面を正準形式との関連で研究した。その成果として、ブランス-ヂッケ理論における微分展開法を開発することができた。それにより、重力定数の非一様性がどうゆうふうに成長するのかを明らかにすることができた。また、物理的側面としては、通常の摂動法との関係を具体的に示すことに成功した。さらに、現在座標系によらない摂動計算法の開発を進めており、この方法の有効性を明らかにしていく予定である。 上の研究とは別に、比較的現在に近い時代の密度揺らぎの成長の問題を研究した。 この研究では,逓減摂動法によって弱非線形効果を取り入れて問題を非線形シュレデインガー方程式に帰着させた。その成果として、密度揺らぎの成長の新しい機構が存在することを示した。 ところで、ガルザ-クライン理論では、インフレイションが終わらずに時空が不安定であることが知られている。この宇宙初期における時空の不安定性の問題も宇宙の起源の問題として重要であるが、我々はそれを解決するために正準交換関係の変更を提案し、実際このときに不安定性が回避されることを示した。 さらに、これらの理論的な研究と観測との比較のためのデータ解析の新しい方法の開発も研究している。その結果ウェーブレット解析を利用した非線形解析が有効であることをあきらかにすることができている。現在、ウェーブレット解析を利用した新しい統計量の有効性を研究中である。
- 文部科学省, 科学研究費補助金(奨励研究(A)), 1995年 - 1995年, 研究代表者この研究の目的は宇宙の大規模構造の起源を量子重力にまでさかのぼって明らかにすることにあった。特に、そのための道具として微分展開法を適用しようと計画していた。手始めに、微分展開法の数学的な側面を正準形式との関連で研究した。その成果として、ブランス-ヂッケ理論における微分展開法を開発することができた。それにより、重力定数の非一様性がどうゆうふうに成長するのかを明らかにすることができた。また、物理的側面としては、通常の摂動法との関係を具体的に示すことに成功した。さらに、現在座標系によらない摂動計算法の開発を進めており、この方法の有効性を明らかにしていく予定である。上の研究とは別に、比較的現在に近い時代の密度揺らぎの成長の問題を研究した。この研究では,逓減摂動法によって弱非線形効果を取り入れて問題を非線形シュレデインガー方程式に帰着させた。その成果として、密度揺らぎの成長の新しい機構が存在することを競争的資金
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 奨励研究(A), 奨励研究(A), 京都大学, 1994年 - 1994年自明でないトポロジーを持つ非等方宇宙における重力波第一の目的は、宇宙論的スケールの重力波が宇宙の非等方性やトポロジーによってどのような影響を受けるのかを明らかにすることであった。この目的のために、具体的なモデルを構成する必要性があった。まず、4次元時空に平面対称性を課し、さらに対称性のある面に対して周期境界条件を課してトーラス的なトポロジーを持った時空を構成した。このモデルは非等方性も持っており今の目的にかなったものである。 次に、このモデルに関するアインシュタイン方程式を解くことにより宇宙の時間発展を明らかにした。さらに、こうして構成された背景時空上で摂動を考えることにより重力波を考察した。 解析の結果を理解するには、背景場の性質をタイヒミューラーパラメーターと呼ばれるトーラスの形を特徴づける量で表現するとよい。背景場のトーラス部分のツウィストがないような時空の時間発展を考えると、その上の重力波は背景場の影響で振幅を変化させるが偏極は独立性を保ったままであることがわかった。一方、背景場のトーラス部分のツウィストが時間とともに変化するような場合、重力波は振幅を変化させるとともにその偏極がまざりあうという現象がおきることが明らかになった。 このことから、宇宙論的なスケールの重力波の偏極の様子を観測すると宇宙の非等方度やトポロジーを知ることができるのではないかと考えられる。実際には、膨張宇宙での重力波の量子力学的生成率を計算し、その強度や偏極を知ることが必要となる。さらに、それとCOBEの観測データを比較することにより我々の宇宙のトポロジーが決定できるはずである。この点に関してはまだ研究中であり結果を出すまでにはいたっていない。
- 文部科学省, 科学研究費補助金(奨励研究(A)), 1994年 - 1994年, 研究代表者第一の目的は、宇宙論的スケールの重力波が宇宙の非等方性やトポロジーによってどのような影響を受けるのかを明らかにすることであった。この目的のために、具体的なモデルを構成する必要性があった。まず、4次元時空に平面対称性を課し、さらに対称性のある面に対して周期境界条件を課してトーラス的なトポロジーを持った時空を構成した。このモデルは非等方性も持っており今の目的にかなったものである。次に、このモデルに関するアインシュタイン方程式を解くことにより宇宙の時間発展を明らかにした。さらに、こうして構成された背景時空上で摂動を考えることにより重力波を考察した。解析の結果を理解するには、背景場の性質をタイヒミューラーパラメーターと呼ばれるトーラスの形を特徴づける量で表現するとよい。背景場のトーラス部分のツウィストがないような時空の時間発展を考えると、その上の重力波は背景場の影響で振幅を変化させるが偏極は独立性競争的資金
- 日本学術振興会, 科学研究費助成事業 奨励研究(特別研究員), 奨励研究(特別研究員), 広島大学, 1990年 - 1990年重力理論の量子化と自明でないトポロジーを持つ空間における場の理論