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重力理論としてのChern-Simons理論の厳密な量子化

Research Project

Project/Area Number 11J07868
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 InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

本田 大悟  東京大学, 大学院総合文化研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2011 – 2013
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2013: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2012: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
KeywordsM5ブレーン / 超対称ゲージ理論 / 局所化計算 / 格子場の理論 / Lefschetz thimble / Liouville理論 / Riemann-Hilbert解析 / Exact WKB curve / 量子重力理論 / 位相的場の理論 / 可積分系 / ブレーン量子化
Research Abstract

本研究は、Chern-Simon理論の量子化から2+1次元の量子重力理論を定式化する事を目標としている。Chern-Simons理論は、2次元のLiouville理論や、3次元の超対称ゲージ理論、4次元の位相的ゲージ理論と対応することが知られており、この背後にはM5ブレーンという6次元の膜の物理がある。よって、Chern-Simons理論を単体で捉えるのではなく、M5ブレーンを頂点とする様々な場の理論との対応の中に位置づける事で理解することが重要である。本年度は、量子重力理論を構築するための基礎付けとして、量子論を非摂動的に解析する手法に焦点を当てて研究を行った。
まず、境界を持つ2次元超対称ゲージ理論の分配関数を、局所化計算を用いて厳密に求めることに成功した。2次元超対称ゲージ理論は、量子重力理論の有力な候補である超弦理論と深い関わりがある。この研究によって、超弦理論においてDブレーンと呼ばれる高次元物体の、セントラル・チャージと呼ばれる物理量を厳密に求める事ができる。この研究は、ミラー対称性、Dブレーンの安定性や、Calabi-Yauコンパクト化の研究において、重要になると思われる。
また、格子場の理論における経路積分を、Lefschetz thimbleと呼ばれる特別な積分路において定義し、これをハイブリッド・モンテカルロ法により数値的に評価した。これは、経路積分を非摂動的に評価する事について、根本的な問題を探るものである。また本研究は、符号問題と呼ばれる、経路積分を確率的に評価する際の困難を解消するのに、有力なアプローチであると考えられる。
そして、Liouville理論の相関関数を、Rieman-Hilbert解析により厳密に求める事が出来た。Liouville理論は2次元の量子重力理論を記述するものとして研究が行われてきたが、3次元のChern-Simons理論とも関わりがあり、M5ブレーンによる現代的なアプローチからも重要な存在である。本研究で開発したExact WKB curveの手法は、先に述べたM5ブレーンの物理を示唆しており、それ自体興味深いものである。

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

    (7 results)

All 2014 2013

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Classical Liouville Three-point Functions from Riemann-Hilbert Analysis2014

    • Author(s)
      本田大悟、小松尚太
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 3 Issue: 3

    • DOI

      10.1007/jhep03(2014)038

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Exact results for boundaries and domain walls in 2d supersymmetric theories2013

    • Author(s)
      本田大悟、奥田拓也
    • Journal Title

      arXiv

      Volume: 1308. 2217

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Journal Article] Hybrid Monte Carlo on Lefschetz thimbles - A study of the residual sign problem2013

    • Author(s)
      藤井宏次、本田大悟、加藤光裕、菊川芳夫、小松尚太、佐野崇
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 10 Issue: 10 Pages: 147-171

    • DOI

      10.1007/jhep10(2013)147

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Classical Lionville Three-point Functions from Riemann-Hilbert Analysis2014

    • Author(s)
      本田大悟
    • Organizer
      学振二国間交流事業共同研究ハンガリーとの共同研究「ゲージ理論/重力理論双対性における可積分性と強結合ゲージ理論ダイナミクス」セミナー
    • Place of Presentation
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • Year and Date
      2014-03-26
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Exact results for boundaries and domain walls in 2d supersymmetric theories2013

    • Author(s)
      本田大悟、奥田拓也
    • Organizer
      日本物理学会2013年 秋期大会
    • Place of Presentation
      高知大学(高知県高知市)
    • Year and Date
      2013-09-21
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Exact results for boundaries and domain walls in 2d supersymmetric theories2013

    • Author(s)
      本田大悟
    • Organizer
      基研研究会「弦理論と場の理論」
    • Place of Presentation
      京都大学基礎物理学研究所(京都府京都市)
    • Year and Date
      2013-08-20
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Classical Liouville correlation functions and integrability2013

    • Author(s)
      本田大悟
    • Organizer
      日本物理学会 第68回年次大会
    • Place of Presentation
      広島大学東広島キャンパス
    • Year and Date
      2013-03-26
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

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

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