2015年のLIGO干渉計による重力波初観測(~kHz)に始まって、最近ではパルサータイミングアレイがnHz帯の重力波を観測した。 新しい宇宙背景放射観測プロジェクトであるLiteBIRDが始まるなど、より低周波の重力波観測(aHz~fHz)も期待されている。 一方で、GHz以上の高周波重力波観測は未だ発展途上であり、新しい観測方法の提案と開発が求められている。 本講演では、高周波重力波観測に向けて提案したテーブルトップサイズの実験や、望遠鏡を用いた観測方法について紹介し、 将来の展望について話す。

今後10-20年の間に、宇宙空間干渉計を用いた重力波観測によって初期宇宙を探る絶好の機会が訪れる。 特に興味深いシナリオは、真の真空の泡が核生成・拡大・衝突し、周囲のプラズマ粒子のダイナミクスを引き起こす一次相転移である。 本トークでは、一次相転移の引き金となる高エネルギー物理から重力波の観測的見通しに至るまで、ミクロ的側面とマクロ的側面の両方を概観し、最近の進展について議論する。

ヒッグス粒子が発見されて、素粒子標準模型に含まれる役者はすべてそろったことになる。 標準模型は膨大な数の実験結果を説明することができ、その地位を確固たるものにしている。 しかしながら、標準模型を最終理論と見なすことはできない。 なぜなら、数多くの謎が標準模型に残されているからである。 本講演では、標準模型を超えた理論（beyond the standard model）の足掛かりとなるように、標準模型に残された謎を紹介する。（内容は、主に4年生と修士の学生を対象にしたものです。）

インフレーション理論の最大の予言は、宇宙の大規模構造の起源が量子揺らぎにある、という点である。 特に、原始重力波は時空の量子揺らぎであり、それが発見されれば大きなインパクトがある。 さらに、その量子性が検証されれば、量子重力理論という物理学者の夢へ大きく前進する。 ここでは、その始めの一歩を如何に踏み出すかを議論する。

超弦理論から予言される超軽量粒子(アクシオン)を重力波観測により探査する試みが活発に議論されている． そのような試みの一つとして，ブラックホール周囲に形成されるマクロスコピックなアクシオンの凝縮体(アクシオン雲)が放射する重力波を直接観測するというものがある． 実際に重力波を観測する際には，様々な影響を考慮したアクシオン雲の進化とそれに基づく重力波の計算が必要不可欠である． 本講演では、アクシオン自己相互作用が雲の進化に与える影響と，それを考慮した上で期待される重力波について議論する． 特に，deci-Hz帯において従来考えられていたよりも大きな重力波が放射される可能性について議論する．

近年、パルサータイミング法を用いて背景重力波の傍証が得られたという報告がなされ、大きな注目を集めている。 この手法ではパルサーから放出される精密なパルスを時計として用いて、重力波による時間のズレを計測している。 その一方で、重力波が存在すると、重力レンズ効果により天体の位置がズレて見えたり、特異速度を持っているように振る舞う。この効果を用いた重力波の観測手法が位置天文（アストロメトリ）法である。 本講演では、位置天文を用いた背景重力波の観測可能性について概説する。 また、Gaia衛星による位置天文の最新の観測データから得られた低周波背景重力波の制限について紹介するとともに、将来の展望についても議論する。

宇宙の起源はなにか？という究極的な問いに対し、重力理論を正準量子化することで時空構造の量子性を取り扱う量子宇宙論によると、宇宙の初期状態としてHartleとHawkingによる無境界仮説とVilenkinによるトンネリング仮説がありうるのではないかと提唱されている。 これらは元々Euclid型の経路積分に基づくもので、通常の場の理論と異なり重力理論の場合Wick回転によってそれを正当化できない。 そこで、Lorentz型の経路積分を考えて有限な結果を与える経路を調べると、無境界仮説とトンネリング仮説に対応するものが縮退して現れうることが明らかになっている。 これは、無境界仮説とトンネリング仮説のどちらが選ばれるか一意的に決まらない場合があることを意味する。 本講演では、そのような場合をリサージェンス理論の観点から見直し非摂動効果を取り入れたときにどのように解釈されるか紹介する。

2015年、重力波がLIGOによって観測され、重力波天文学が幕を開けた。 中でも、インフレーション由来の原始重力波の直接検出はインフレーション理論を検証できることから盛んに取り組まれている。 重力波を初検出したLIGOはレーザー干渉計であるが、近年、干渉計の代わりにBose-Einstein凝縮を使う可能性が議論されている。 本講演では、主にBose-Einstein凝縮を用いた重力波検出の仕組みのレビューを行う。 また、インフレーション由来の原始重力波の検出方法も概観する。 内容は主にB4向けになると思います。

Scalar condensation and its decay plays important roles in cosmology. A notable example is inflation and reheating driven by inflaton condensation and its decay. Three approaches can be found in literatures, to computing the decay (damping) rate of coherently oscillating scalar, One takes a naive time average of 'vacuum' inflaton decay rate in the presence of background field. Another is based on the parametric resonance in a mode function of a daughter particle. The other computes the imaginary part of 'vacuum' energy in the presence of background field. In this talk, we address a question whether these approaches give the same decay rate, and if so in which limit.

2022年にガンマ線バーストが起源の数十TeVのガンマ線を検出した。 これは地球から約24億光年はなれた銀河から放出されたものだった。 標準物理では強い電磁波が銀河間空間を伝搬する時、電磁カスケードが起こるので、この観測事実を説明することができない。 つまり、この観測結果は標準物理を超えた現象であることを示唆する。 この問題を解決する1つのシナリオは理論に「アクシオン」を導入することであった。 本研究では、このシナリオから計算されるガンマ線バーストの偏光について議論する。

中性子星は一般に太陽質量のおよそ8〜40倍の質量の恒星が超新星爆発を起こすことによって形成される星で、ほぼ中性子からなるコンパクト天体である。太陽程度の質量を持つ一方、半径がわずか10km程度と非常に高い密度を持つ。中性子星の内部についてはコアだけでなく、クラストと呼ばれる表面に比較的近い領域についても未だ分かっていないことが多い。 　本発表ではPage&Reddy(2012)の論文をレビューし、中性子星クラストの熱的性質について理論と観測の観点から説明する。

本講演では、汎関数くりこみ群についての基礎とその応用方法について述べる。まず簡単な積分の例から始めてくりこみ群の基本的なアイデアを示したのちに場の量子論へと拡張する。応用例として量子力学における非調和振動子を例にとり、基底状態のエネルギーをくりこみ群を用いて評価する。数値的な厳密解と摂動解と比較し、くりこみ群が厳密解とよく一致することを示す。時間が許せば、次の例として、4次元Nambu-Jona-Lasinio模型を考え、相転移が起こる系をどのようにくりこみ群を扱うかを議論する。特に、本講演では、弱解の方法と呼ばれる手法について紹介し、その意味と展望について述べる。