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神野 隆介
大学院理学研究科 物理学専攻
准教授

研究者基本情報

■ 学位
  • 博士(理学), 東京大学
■ 研究キーワード
  • 宇宙論, 素粒子論
■ 研究分野
  • 自然科学一般 / 素粒子、原子核、宇宙線、宇宙物理に関する理論

研究活動情報

■ 受賞
  • 2026年09月 日本物理学会, 第4回AAPPS-JPS Award, 宇宙論的一次相転移の理論的研究

  • 2021年09月 素粒子論グループ, 第16回 素粒子メダル奨励賞
    神野隆介

■ 論文
■ 所属学協会
  • LISA Cosmology Working Group
    - 現在

  • 素粒子論グループ
    - 現在

  • 理論天文学宇宙物理学懇談会
    - 現在

  • General Relativity and Gravitation in Japan (JGRG)
    - 現在

  • The Physical Society of Japan
    - 現在

■ 共同研究・競争的資金等の研究課題
  • 初期宇宙におけるダイナミカルな不均質形成とその重力波による検証
    神野 隆介
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 基盤研究(C), 2024年04月 - 2029年03月

  • 実時間形式による相転移の解析方法の確立
    鎌田 耕平, 神野 隆介
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 挑戦的研究(萌芽), 東京大学, 2023年06月 - 2026年03月

  • 宇宙論的重力波による高エネルギー素粒子物理検証の研究
    神野 隆介
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 研究活動スタート支援, 2023年08月 - 2025年03月

  • 精密宇宙観測に基づいたインフレーション及び再加熱の研究
    神野 隆介
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 特別研究員 (DC1), 2016年04月 - 2016年08月
    本年度は、初期宇宙における重力波生成、及び再加熱期の粒子生成の二点を軸に研究を進めた。 前者に関しては以下の二本の論文を公表した(arXiv:1604.05035,1605.01403)。(1)素粒子模型に古典共形という性質がある場合に、初期宇宙に強い相転移及び高強度重力波生成が起こる可能性を指摘し、これが将来観測に適した強度・周波数を持つ事を示した。本研究は重力波による素粒子理論の解明可能性を与える点で重要である。(2)初期宇宙に強い相転移及びバブル生成(専門的にはrunaway)が起こる一般の場合に、生成重力波の理論的予言を確定させることは、将来観測の計画上重要である。私は、エネルギー運動量の2点関数を評価することで、従来の数値計算と同じ近似(専門的にはthin-wall・envelope)の下で重力波スペクトルが解析的に得られる事を示した。Envelope近似の妥当性に関しては議論があるが、上記方法はこれを用いない場合に拡張できるため、より精密な予言を与える改良が可能である。 後者に関しては以下の二本を公表した(arXiv:1604.08898,1609.05209)。(1)重力セクターと結合するスカラー場の宇宙論的帰結を議論した。現在の宇宙を再現するためには、このような場に強い制限がかかる事が示された。本研究は素粒子模型構築に強い制限を要求する点で重要である。(2)初期宇宙の加速膨張を引き起こした場(インフラトン)が重力と結合する場合の粒子生成を議論した。この結合は、近年LHCで発見されたヒッグス場で加速膨張を可能にする結合として研究されている。本論文では、この模型のインフラトン崩壊過程において、エネルギー移行の最重要プロセスが従来見落とされていた事を指摘した。このプロセスは元の理論に補完を要求する(専門的にはUV補完)ため、一貫した素粒子模型構築の観点から非常に重要である。 以上の論文のうち、1604.08898については雑誌掲載済、他3本はプレプリントサーバarXivに公表され、査読中である。

  • 重力波を用いた素粒子論的初期宇宙の研究
    神野 隆介
    日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 特別研究員 (DC1), 2013年04月 - 2016年03月
    【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。

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