教員情報 - 西道　啓博

ニシミチ　タカヒロ NISHIMICHI TAKAHIRO 西道　啓博所属京都産業大学理学部宇宙物理・気象学科職種准教授
研究期間	2017/04/01～2021/03/31
研究課題	計算統計に立脚した宇宙論解析のための理論的基盤の開発
実施形態	科学研究費補助金
研究委託元等の名称	日本学術振興会
研究種目名	若手研究(B)
科研費研究課題番号	17K14273
研究者・共同研究者	西道啓博
概要	本研究では重力による宇宙大規模構造の進化を記述する解析的模型の開発を通して、その背景に潜む物理現象のより深い理解を促進するとともに、並行して進められているコンピュータシミュレーションと機械学習による数値的方法を補完し、次世代観測データに応用可能な高精度理論テンプレートを用意することを目指している。平成３０年度の最大の成果は、暗黒物質ハローの大スケールにおける揺らぎの進化を「伝搬関数」を用いて精密に記述し、これを別途数値シミュレーションと機械学習を組み合わせて構築した「エミュレータ」に組み入れたことである。伝搬関数による計算法は摂動展開の収束性を改善する有効な手法として知られていた。数値シミュレーションでは考えている領域の大きさに迫る大スケールモードの精密測定が困難なため、伝搬関数の考え方を持ち込むことで、数値シミュレーションと摂動理論を融合させ、進行中のすばる望遠鏡HSCサーベイを解釈するのに十分なダイナミックレンジを持つ理論テンプレートの完成を見た。関連して、数値シミュレーションでは表現できない大スケールの揺らぎの影響を、実効的な宇宙論パラメタの変化と解釈し直すことで、異なる膨張則に従う宇宙として記述する手法を実装し、そのような揺らぎに対する観測量の応答を測定した。これを用いて、HSCサーベイなどから得られる弱重力レンズ効果の信号が従うべき統計分布の共分散行列を効率的に推定する手法を開発した。また、多点の統計量に潜む情報について理解することとも本研究の大きなテーマである。平成３０年度はフーリエ空間における3点統計量であるバイスペクトルが持つバリオン音響振動の特徴について数値シミュレーションから調査し、波数空間の三角形の形状に応じてこの効果がどのように現れるのか明らかにした。その結果を用いて、バリオン音響振動をバイスペクトルから抜き出す最適な手法についても考察を行った。