초록 ▼

□ 연구개요
관측으로부터 지지되는 초기 우주 인플레이션 (또는 급팽창)이 어떤 입자 물리학 모형에 의해 실현되었는가 하는 문제는 현대 물리학에 있어 중요한 미해결 문제이다. 지난 반세기 동안 우주 배경 복사(CMB)가 인플레이션 우주론을 검증하는 주요한 수단이었다. 본 연구의 목적은 인플레이션에 의해 만들어진 것으로 생각되는 초기 우주의 중력파에 주목하고, 그 통계적 특성을 분석함으로써 인플레이션 시기에 있는 물리 현상을 검증하는 것이다. 최근 있었던 중력파 관측의 진전을 비롯하여 관측 가능한 우주론의 다음 큰 진전은 우주 배

□ 연구개요
관측으로부터 지지되는 초기 우주 인플레이션 (또는 급팽창)이 어떤 입자 물리학 모형에 의해 실현되었는가 하는 문제는 현대 물리학에 있어 중요한 미해결 문제이다. 지난 반세기 동안 우주 배경 복사(CMB)가 인플레이션 우주론을 검증하는 주요한 수단이었다. 본 연구의 목적은 인플레이션에 의해 만들어진 것으로 생각되는 초기 우주의 중력파에 주목하고, 그 통계적 특성을 분석함으로써 인플레이션 시기에 있는 물리 현상을 검증하는 것이다. 최근 있었던 중력파 관측의 진전을 비롯하여 관측 가능한 우주론의 다음 큰 진전은 우주 배경 중력파의 발견이라고 기대하고 있다. 본 연구는 우주 배경 중력파의 발견에 관한 이론을 탐구하는 것을 목표로 한다. 또한, 중력파 우주론은 향후 큰 발전이 기대되므로 본 연구는 장기적인 안목에서 봐도 유익 할 것으로 예상된다. 본 연구에서는 특히 소립자 현상론적 인플레이션 모형 및 초끈 이론에 근거한 우주 모형에 주목하고 그 중력파 모드의 분석을 통해 앞으로 다가올 관측을 위한 이론적 예측을 실시한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
2015년 LIGO 실험팀에서 세계 최초로 블랙홀 이진 합병에서 발생한 중력파를 관측 (GW150914)하였다. 이를 바탕으로, 현재 중력파 천문학은 비약적인 발전을 이루고 있다. 미래는 초기 우주에서 발생한 우주 배경 중력파의 관측이 가능할 것으로 생각된다. 본 연구의 목적은 중력파 천문학에서 생각되는 몇 가지 우주 초기 우주 배경 중력파 모형의 이론적 연구를 수행하고, 미래의 실험 관측 가능성 및 현상론적 결과를 예언하는 것이다. 주요 연구 결과는 다음과 같다.
1. 입자 현상론 (초대칭 대통일장 이론)에 기초로 하는 다성분 인플레이션 이론에서 밀도 요동의 비가우시안과 중력파의 스펙트럼을 계산했다. 이론의 예측치는 현재의 관측 결과에 반영하였다. 게다가 미래 중력파 관측에 가능성이 있다는 결론을 얻었다.
2. 초끈 이론에서 유도되는 중력 보정항을 포함한 이론에 근거한 중력파의 계산을 실시했다. 인플레이션 이후 중력파의 증폭이 발생할 수 있음을 발견하였다. 또한, Green-Schwarz 매카니즘에서 나타나는 중력 세타항이 있는 경우에는 편광된 중력파를 통해 물질의 비대칭성의 기원이 될 수 있음을 발견했다.

□ 연구개발결과의 중요성
중력파는 플랑크 에너지 스케일의 초기 우주에서부터 빅뱅핵합성과 같은 우주론적 사건에 의해서 어떠한 방해도 없이 현재 관측 장치까지 도달하므로, 중력파의 직접 관측이 이루어지면 초기 우주의 소립자 물리학에 대한 가장 직접적인 검증과도 직결된다. 인플레이션과 양자 중력 등 초기 우주의 이론을 중력파에 의해 검증하는 본 연구의 접근 방식은 이론의 검증 가능성 및 반증 가능성이라는 점에서 매우 중요하다. 특히, 중력파를 이용한 소립자 이론의 검증은 향후 큰 발전이 예상되는 중력파 분야의 기초가 될 것으로 기대된다. 또한, 본 연구를 통한 이론적 예측들은 향후 중력파 관측과 우주의 대규모 구조 연구 등의 관측 프로젝트를 이론적인 측면에서 지원할 것으로 예상한다. 이론적인 면에서는 초끈 이론으로 기술되는 표준 모형을 넘는 입자 우주론 연구에 중요한 시사점을 줄 것이라고 기대한다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• COVER ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 1. Gravitational waves from phenomenology-based multi-field inflationary models ... 4
• 2. Phenomenology of string-theoretical correction terms ... 4
• 3. Other related topics ... 5
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 6
• 4. 참고문헌 ... 7
• 5. 연구성과 ... 8
• End of Page ... 8