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数値及び解析的手法による超弦の行列模型の研究

Research Project

Project/Area Number 19J10002
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 15010:Theoretical studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
Research InstitutionHigh Energy Accelerator Research Organization (2020)
Shizuoka University (2019)

Principal Investigator

畠山 洸太  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, 研究員

Project Period (FY) 2019-04-25 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2020: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords超弦理論 / 行列模型 / 3+1次元膨張宇宙 / 複素ランジュバン法 / 標準模型 / 古典解
Outline of Research at the Start

量子重力を含めた統一理論の候補である超弦理論の行列模型を用いて、4次元時空とそこに存在する粒子(標準模型粒子)の性質を数値及び解析的手法を用いて研究する。
超弦理論における4次元時空の振る舞いを見ることで、現在の膨張宇宙が再現されるかを研究する。また、超弦理論に存在する余剰次元の幾何的性質が標準模型粒子の性質を決めると期待されている。
様々な物理量を計算することで、超弦の行列模型から我々の知っている膨張宇宙や標準模型粒子が得られるかどうかについて調べる。

Outline of Annual Research Achievements

超弦理論の非摂動論的定式化の候補の1つとして知られているタイプIIB行列模型について研究を行った。この模型を用いたシミュレーションについての先行研究では、連続的な時間が出現し空間3方向が大きくなる現象が確認される一方、3方向の空間の広がりは2点のみが担っており、残りの点が原点付近に局在するような状況がみられた。これは、シミュレーションに関する「符号問題」を回避する近似を用いていたことによるものであった。
本研究では、この問題を克服するために「複素ランジュバン法」をシミュレーションに適用した。連続的な時空は得られたものの、時空の膨張はこれまでのところ見られていない。その原因は、シミュレーションをした行列サイズが小さいためだと考えられる。特にフェルミオンの効果を入れたシミュレーションのコストは行列サイズの5乗に比例するが、我々はそのような計算を可能にする並列化コードを開発し、より大きな行列サイズのシミュレーションを行う準備が整った。
上記の結果については、国際研究会や日本物理学会の大会にて発表をした。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2021 2020 2019

All Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 2 results)

  • [Presentation] 超弦理論の数値シミュレーションによる時空創発の研究2021

    • Author(s)
      畠山洸太
    • Organizer
      「富岳で加速する素粒子・原子核・宇宙・惑星」シンポジウム
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 超弦理論の行列模型定式化における時空創発の数値的研究2021

    • Author(s)
      畠山洸太
    • Organizer
      日本物理学会第76回年次大会(2021年)(一般シンポジウム「富岳・ポスト富岳時代の素粒子原子核物理学」)
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] タイプIIB行列模型におけるユークリッド型とローレンツ型の関係と時空構造2021

    • Author(s)
      畠山洸太
    • Organizer
      日本物理学会第76回年次大会(2021年)
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] The effects of fermions in the complex Langevin simulation of the Lorentzian type IIB matrix model2020

    • Author(s)
      kohta Hatakeyama
    • Organizer
      Asia-Pacific Symposium for Lattice Field Theory (APLAT 2020)
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The effects of fermions in the complex Langevin simulation of the Lorentzian type IIB matrix model2020

    • Author(s)
      kohta Hatakeyama
    • Organizer
      KEK Theory Workshop 2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ローレンツ型タイプIIB行列模型の複素ランジュバン・シミュレーションにおけるフェルミオンの効果2020

    • Author(s)
      畠山洸太
    • Organizer
      日本物理学会2020年秋季大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Space-time structure and the Dirac zero modes from classical solutions in the Lorentzian type IIB matrix model2019

    • Author(s)
      kohta Hatakeyama, Akira Matsumoto, Jun Nishimura, Asato Tsuchiya and Atis Yosprakob
    • Organizer
      Yukawa Institute Workshop Strings and Fields 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ローレンツ型IIB行列模型の古典解に関する大規模計算2019

    • Author(s)
      畠山洸太、土屋麻人、 西村淳、松本祥、Atis Yosprakob
    • Organizer
      日本物理学会2019 年秋季大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report

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Published: 2019-05-29   Modified: 2024-03-26  

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