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位相的ソリトンによるブレーンワールド模型の動的構築とブレーンダイナミクスの理解

Research Project

Project/Area Number 14F04750
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
Research InstitutionYamagata University

Principal Investigator

衛藤 稔  山形大学, 理学部, 准教授 (50595361)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) BLASCHKE FILIP  山形大学, 理学部, 外国人特別研究員
BLASCHKE Filip  山形大学, 理学部, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2014-04-25 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
Fiscal Year 2016: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2015: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2014: ¥300,000 (Direct Cost: ¥300,000)
Keywords位相的ソリトン / 余剰次元模型 / 統一理論 / 国際共同研究 チェコ / ブレーンワールド / 余剰次元 / トポロジカルソリトン / 国際交流研究 / チェコ / 国際研究交流
Outline of Annual Research Achievements

本研究では現在の素粒子標準模型では十分に説明できていない力や素粒子の統一、ゲージ階層性、時空の次元数などを説明するため、標準模型を超える模型を構築することである。標準模型を超える模型としてはこれまでに様々なものが詳細に調べられてきている。本研究では特に余剰次元模型として従来の模型と比較して不自然な仮定が少ない模型を構築するために、その具体例として5次元SU(5)ゲージ理論における位相的な安定性をもつドメインウォール解を詳細に調べた。ドメインウォールの世界体積は3+1次元であり、これが高次元時空の中にダイナミクスの結果として発現するが、このことは安定な3+1次元時空がダイナミカルに生成されることを示している。この模型の特徴はドメインウォールの存在、すなわち、3+1次元時空の発現が同時にゲージ群の破れを決定することにある。この模型には5つの平行なドメインウォールが存在し、その余剰次元方向の位置は解のモジュライとして自由に動かせるパラメータである。特に5つが3重と2重のドメインウォールに分裂したとき、3+1次元有効理論に現れるゲージ群は標準模型のゲージ群であるSU(3)xSU(2)xU(1)に一致する。こうして我々が提案した5次元SU(5)模型は、本来別物として考えられてきていた標準模型の拡張であるSU(5)大統一模型と余剰次元模型という概念を自然に統一することが分かった。また、ドメインウォールは0質量のカイラルフェルミオンを自然に局在化させ、また従来困難であったゲージ場の局在化もOhta-Sakai機構を通じて実現した。大統一理論で問題であった陽子の寿命の問題も余剰次元方向のフェルミオンの波動関数の重なり積分が指数関数的に小さくなることで陽子崩壊を抑制できることを明らかにした。この他、ブレーンワールドへの応用を視野に入れ、位相的ソリトンに関する基礎的研究を幾つか実施した。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2017 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 5 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] シレジア大学(チェコ)

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  • [Int'l Joint Research] ケント大学(英国)

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  • [Journal Article] Exact BPS domain walls at finite gauge coupling2017

    • Author(s)
      Filip Blaschke
    • Journal Title

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      Volume: 2017, 1 Issue: 1 Pages: 013B01-013B01

    • DOI

      10.1093/ptep/ptw168

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      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] BPS boojums in N=2 supersymmetric gauge theories I2017

    • Author(s)
      Masato Arai, Filip Blaschke, Minoru Eto
    • Journal Title

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      Volume: 2017 Issue: 3

    • DOI

      10.1093/ptep/ptx005

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      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] BPS Boojums in N=2 supersymmetric gauge theories II2017

    • Author(s)
      Masato Arai, Filip Blaschke, Minoru Eto
    • Journal Title

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      Volume: 2017, 3 Issue: 3

    • DOI

      10.1093/ptep/ptx007

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      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Non-Abelian Gauge Field Localization on Walls and Geometric Higgs Mechanism2017

    • Author(s)
      Masato Arai, Filip Blaschke, Minoru Eto, Norisuke Sakai
    • Journal Title

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      Volume: 印刷中 Issue: 5

    • DOI

      10.1093/ptep/ptx047

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      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Head butting sheep: Kink Collisions in the Presence of False Vacua2016

    • Author(s)
      Jennifer Ashcroft, Minoru Eto, Mareike Haberichter, Muneto Nitta, M.B. Paranjape
    • Journal Title

      J.Phys. A

      Volume: 49 Issue: 36 Pages: 1-28

    • DOI

      10.1088/1751-8113/49/36/365203

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      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Stabilizing semilocal strings by polarization2016

    • Author(s)
      Minoru Eto, Muneto Nitta, Kohei Sakurai
    • Journal Title

      JHEP

      Volume: 1610 Issue: 10

    • DOI

      10.1007/jhep10(2016)048

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      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Confinement of half-quantized vortices in coherently coupled Bose- Einstein condensates: Simulating quark confinement in QCD2017

    • Author(s)
      MINORU ETO
    • Organizer
      Topological Science Workshop 2017
    • Place of Presentation
      慶応大学日吉キャンパス(神奈川県横浜市)
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      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 2成分ボーズ凝縮体を用いた量子色力学のダイナミクスのシミュレーション2017

    • Author(s)
      衛藤 稔
    • Organizer
      日本物理学会 第72回 年次大会
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンパス(大阪府豊中市)
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Exact Solutions to BPS solitons in the Higgs2016

    • Author(s)
      Filip Blaschke
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      東北学院大学
    • Year and Date
      2016-03-20
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  • [Presentation] Geometric Higgs mechanism via domain walls2016

    • Author(s)
      Filip Blaschke
    • Organizer
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • Place of Presentation
      宮崎大学木花キャンパス(宮崎県宮崎市)
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] BPS Boojums in N=2 supersymmetric gauge theories2016

    • Author(s)
      Filip Blaschke
    • Organizer
      Strings and Fields 2016
    • Place of Presentation
      京都大学基礎物理学研究所(京都府京都市)
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      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Partons in semilocal vortex2016

    • Author(s)
      衛藤 稔
    • Organizer
      日本物理学会 2016 秋季大会
    • Place of Presentation
      宮崎大学木花キャンパス(宮崎県宮崎市)
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Topological solitons in dense QCD2016

    • Author(s)
      MINORU ETO
    • Organizer
      Chiral matter 2016
    • Place of Presentation
      理化学研究所(埼玉県和光市)
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] BPS Boojums in N=2 supersymmetric gauge theories2016

    • Author(s)
      Filip Blaschke
    • Organizer
      SUSY2016
    • Place of Presentation
      The University of Melbourne
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      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Exact BPS solitons in the Higgs phase2015

    • Author(s)
      Filip Blaschke
    • Organizer
      北里大学理学部物理学科 量子物理学研究室 セミナー
    • Place of Presentation
      北里大学 理学部
    • Year and Date
      2015-12-10
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Exact BPS solitons in the Higgs phase2015

    • Author(s)
      Filip Blaschke
    • Organizer
      東京理科大学理工学部 物理学科 澤渡研究室 セミナー
    • Place of Presentation
      東京理科大学理工学部
    • Year and Date
      2015-12-08
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] More on Boojum2015

    • Author(s)
      Filip Blaschke
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      大阪市立大学
    • Year and Date
      2015-09-26
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      2015 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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