プレヒーティング起源の重力波 －宇宙初期に起源を持つ背景重力波の話－ 東京大学宇宙線研究所 須山輝明 プレヒーティング 時間 現在 宇宙背景放射 再加熱 プレヒーティング インフレーション O(1) の密度揺らぎ O(1) の密度揺らぎの生成を 伴う粒子生成 重力波 プレヒーティングのToy model ：インフラトン ：スカラー場 インフレーションを起こす 真空のエネルギー 粒子生成を起こす 相互作用項 インフレーションが終了すると、 振動を始める 振動 背景場が振動する は 振動する背景場の中での揺らぎの発展 (Traschen&Brandenberger 1990, Kofman et al. 1994) ：波数 方程式に現れる二つのパラメータ ：波数 ：結合定数 上の方程式は、ある(k, g) の組み合わせに対しては、不安定解を持つ。 （パラメトリック共鳴） プレヒーティングの性質 •非常に短波長のモードは、励起されない。 •モードの励起によって、密度揺らぎが誘起される。 •非線型効果が効き始めると揺らぎの成長は止まる。 数値シミュレーションによるプレヒーティング 中の密度揺らぎの進化 数値計算の結果分かったこと (TS et al. 2005) •最終的な密度揺らぎ(density contrast)の大きさは、O(1) •ピークの波数 はだいたい •エネルギーは等分配される。 密度揺らぎのパワースペクトル 運動エネルギー ≒勾配エネルギー ≒ポテンシャルエネルギー 波数 背景重力波への寄与 生成機構 質量の塊が、加速運動することで重力波が放射される 重力波の振幅とエネルギー密度（オーダー評価） は、 の空間スケールで揺らいでいる。 の領域が積分に寄与 （エネルギー等分配） 等を用いると 重力波のエネルギー密度 この式から分かること 必ずしも低エネルギーで小さく抑えられているとは限らない インフレーション起源の重力波 １）Chaotic inflationの場合 インフレーションを起こす 真空のエネルギー 重力波の振動数 (Easther&Lim, 2006) ２）Hybrid inflationの場合 (Linde, 1994) 対称性の破れのスケールで は決まる 重力波の振動数 エネルギー密度と振動数を分離できる。 (Garcia-Bellido&Figueroa, 2007)
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