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M理論に由来する4次元・2次元場の理論の双対性-その検証と応用

Research Project

Project/Area Number 11J07749
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理(理論)
Research InstitutionHigh Energy Accelerator Research Organization

Principal Investigator

柴 正太郎  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2011 – 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2013: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2012: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2011: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
KeywordsM理論 / 双対性 / 熱力学 / lare N極限 / 超弦理論 / M-brane / ゲージ理論 / 共形場理論
Research Abstract

第3年度目の研究目標は、第2年度目までの研究結果(4次元・2次元場の理論の双対性の検証)を踏まえて、M理論の物理(特にMブレーンの物理)に関して、新しい側面を解明していくことであった。結果として、以下に挙げる2つのアプローチにおいて一定の進展があった。
1. Mブレーンの熱力学
M理論において中心的な役割を果たすのは、Mブレーン(M2ブレーンとM5ブレーン)と呼ばれる物体である。これらMブレーンのダイナミクスを理解するには、熱力学を研究すればよい。しかしながら、Mブレーン上で定義される場の理論から熱力学を議論する方法は、今まで知られていなかった。一方で、超弦理論に現れるDブレーンの熱力学を議論する新しい方法が提唱された。私はこの方法に注目し、共同研究者とともにMブレーンの熱力学の議論への応用を試みた。その結果、Mブレーンがたくさん集まってブラックブレーンと呼ばれる重力理論の解となるときには、我々が場の理論から議論した熱力学の結果と完全に一致することが分かった。従って、我々はMブレーンの熱力学を正しく議論できる新しい方法を手に入れたと考えている。
2. M理論において定義可能なlarge N極限(ブレーンの枚数が多い極限)
超弦理論においては、ゲージ・重力対応において't Hooft極限と呼ばれる特殊なlarge N極限が定義され、そのダイナミクスを解明するに当たって、非常に大きな役割を果たしている。ところが、M理論においては't Hooft極限を定義することはできない。そこで私は共同研究者とともに、M理論においても定義できるlarge N極限を提唱して、その極限を取ることで超弦理論とM理論のダイナミクスの関係が明確になることを示した。従って、我々は今後M理論のダイナミクスを解明していく上で、この新しいlarge N極限が非常に大きな役割を果たしてくれるものと期待している。

Strategy for Future Research Activity

(抄録なし)

Report

(3 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2014 2013 2012 2011

All Journal Article (11 results) (of which Peer Reviewed: 11 results) Presentation (9 results)

  • [Journal Article] A new look at instantons and large-N limit2014

    • Author(s)
      Tatsuo Azeyanagi, Masanori Hanada, Masazumi Honda, Yoshinori Matsuo, Shotaro Shiba
    • Journal Title

      JHEP

      Volume: 1405 Issue: 5 Pages: 8-8

    • DOI

      10.1007/jhep05(2014)008

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Warm p-soup and near extremal black holes2014

    • Author(s)
      Takeshi Morita, Shotaro Shiba, Toby Wiseman, Benjamin Withers
    • Journal Title

      Class. Quant. Gray.

      Volume: 31 Issue: 8 Pages: 85001-85001

    • DOI

      10.1088/0264-9381/31/8/085001

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Thermodynamics of black M-branes from SCFTs2013

    • Author(s)
      Takeshi Morita, Shotaro Shiba
    • Journal Title

      JHEP

      Volume: 1307 Issue: 7 Pages: 100-100

    • DOI

      10.1007/jhep07(2013)100

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] W_3 irregular states and isolated N=2 superconformal field theories2013

    • Author(s)
      Hiroaki Kanno, Kazunobu Maruvoshi, Shotaro Shiba, Masato
    • Journal Title

      JHEP

      Volume: 1,303 Issue: 3 Pages: 147-147

    • DOI

      10.1007/jhep03(2013)147

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] wards the proof of AGT-W relation : Toda 3-point function and W_1+∞ alget2013

    • Author(s)
      Shotaro Shiba
    • Journal Title

      Int. J. Mod. Phys. Conf. Ser.

      Volume: 21 Pages: 138-139

    • DOI

      10.1142/s2010194513009501

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Numerical studies of the ABJM theory for arbi trary N at arbi trary coup ling constant2013

    • Author(s)
      Masanori Hanada、Masazum i Honda. Yoshinori Honma. Jun Nishimura, Shotaro Shiba, Yutaka Yoshida,
    • Journal Title

      International Journal of Modern Physics Conference Series

      Volume: 21 Pages: 203-203

    • DOI

      10.1142/s201019451300980x

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Numerical studies of the ABJM theory for arbitrary N at arbitrary coupling constant2012

    • Author(s)
      Masanori Hanada, Masazumi Honda, Yoshinori Honma, Jun Nishimura, Shotaro Shiba, Yutaka Yoshida
    • Journal Title

      JHEP

      Volume: 1,205 Issue: 5 Pages: 121-121

    • DOI

      10.1007/jhep05(2012)121

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Monte Carlo studies of 3d N=6 SCFT via localization method2012

    • Author(s)
      Masazumi Honda, Masanori Hanada, Yoshinori Honma, Jun Nishimura, Shotaro Shiba, Yutaka Yoshida
    • Journal Title

      PoS LATTICE 2012

      Volume: 2,012 Pages: 233-233

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      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Numerical studies of the ABJM theory for arbitrary N at arbitrary coupling constant2012

    • Author(s)
      Masanori Hanada, Masazumi Honda, Yoshinori Honma, Jun Nishimura, Shotaro Shiba, Yutaka Yoshida
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: (掲載確定)(accepted)

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] W_<1+∞> algebra as a symmetry behind AGT relation2011

    • Author(s)
      Shoichi Kanno, Yutaka Matsuo, Shotaro Shiba
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 84 Issue: 2 Pages: 26007-26007

    • DOI

      10.1103/physrevd.84.026007

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Notes on 3-point functions of A_<N-1> Toda theory and AGT-W relation for SU(N) quiver2011

    • Author(s)
      Shotaro Shiba
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 1112 Issue: 12 Pages: 108-108

    • DOI

      10.1007/jhep12(2011)108

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Warm p-soup and near extremal black holes2014

    • Author(s)
      Shotaro Shiba, Takeshi Morita, Toby Wiseman, Benjamin Withers
    • Organizer
      日本物理学会第69回年次大会
    • Place of Presentation
      東海大学
    • Year and Date
      2014-03-30
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Thermodynamics of Large-N Supersymmetric Gauge Theories with Sixteen Supercharges at Strong Coupling2014

    • Author(s)
      Shotaro Shiba
    • Organizer
      KEK Theory Workshop 2019
    • Place of Presentation
      高エネルギー加速器研究機構
    • Year and Date
      2014-02-19
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Thermodynamics of black M-branes from SCFTs2013

    • Author(s)
      Shotaro Shiba
    • Organizer
      YITP Workshop "Field Theory and String Theory"
    • Place of Presentation
      基礎物理学研究所
    • Year and Date
      2013-08-19
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] W_3 irregular states and isolated N=2 superconformal field theories2013

    • Author(s)
      Shotaro Shiba, Hiroaki Kanno, Kazunobu Maruvoshi, Masato Taki
    • Organizer
      日本物理学会第68回年次大会
    • Place of Presentation
      広島大学
    • Year and Date
      2013-03-26
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Some recent developments in M-theory2013

    • Author(s)
      Shotaro Shiba
    • Organizer
      KEK理論研究会2013
    • Place of Presentation
      高エネルギー加速器研究機構
    • Year and Date
      2013-03-21
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Towards the proof of AGT-W relation : Toda 3-point function and W_1+∞ algebra2012

    • Author(s)
      Shotaro Shiba
    • Organizer
      Progress in Quantum Field Theory and String Theory
    • Place of Presentation
      大阪市立大学
    • Year and Date
      2012-04-04
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 3-point functions of A_<N-1> Toda theory and AGT-W relation for SU(N) quiver2012

    • Author(s)
      柴正太郎
    • Organizer
      日本物理学会第67回年次大会
    • Place of Presentation
      関西学院大学(兵庫県)
    • Year and Date
      2012-03-24
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Towards the proof of AGT-W relation : Toda 3-point function and W-<1+∞> algebra2012

    • Author(s)
      柴正太郎
    • Organizer
      KEK理論研究会2012
    • Place of Presentation
      高エネルギー加速器研究機構(茨城県)
    • Year and Date
      2012-03-06
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] W_<1+∞> algebra as a symmetry behind AGT relation2011

    • Author(s)
      柴正太郎、松尾泰、菅野正一
    • Organizer
      日本物理学会秋季大会
    • Place of Presentation
      弘前大学(青森県)
    • Year and Date
      2011-09-17
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-12-12   Modified: 2024-03-26  

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