| Project/Area Number |
20J00079
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 15010:Theoretical studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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Principal Investigator |
酒井 勝太 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, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| Project Status |
Discontinued (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 場の理論 / 数値解析 / 量子力学 / 量子エンタングルメント / 量子情報 / エンタングルメント・エントロピー / 場の量子論 / 数値シミュレーション / 符号問題 / 量子もつれ / エンタングルメントエントロピー / 量子重力 / 弦理論 |
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| Outline of Research at the Start |
量子重力理論の構成は、素粒子論における重要な未解決問題である。その理論を特徴づけるエネルギースケール（プランクスケール）は、既知の物質場理論のスケールの10の18乗倍であるが、その中間スケールに新物理は存在しない疑いが指摘されている。この重力と物質間の極端なスケール差を説明することと、量子重力理論の構成、ひいては宇宙の起源と発展の理解は、不可分な問題である。本研究ではこの問題の解決を、理論の出発点にはスケールがないという「古典共形性」という概念と、宇宙、重力の全歴史を一つの量子論的状態とみなす「量子宇宙」という見方を軸として試みるものである。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では当該期間において、量子系の実時間発展の数値シミュレーションに関する手法開発に力を注いだ。これは、前年度までの研究を踏まえ、量子論的宇宙や時空構造の量子エンタングルメント、ほか共形不変性や質量スケール等、研究の軸となる概念のダイナミカルな創発を見るにあたり、解析的手法よりも数値シミュレーションが有効であると判断したためである。特に、一般の量子系の実時間発展を記述する経路積分を、複素位相の振動（符号問題）を回避して再現する手法の一つ（レフシェッツ・シンブル法）の改良に力を注いだ。
その結果、従来の微分方程式（フロー方程式）に基づく積分路の変形では、連続極限に相当する多自由度系を効率よくシミュレートするのが難しいことを示した。これは自由度ごとに積分路の変形度合いが大きく異なり、すべての自由度で符号問題の回避と正確な積分の再現を両立するフロー時間がないことに由来する。フロー時間について積分する対処法でも、積分範囲が大きくなり、シミュレーションに必要なサンプル数の増大を招く。
これらの性質を指摘した上で、一つの解決策として、フロー方程式を改良することを考案した。これは全自由度で積分路の変形度合いを一様にするもので、多自由度、強結合系も問題なくシミュレートできるという結果を得た。さらにこの新手法を用いて、二重井戸ポテンシャルにおけるトンネリング現象をシミュレートし、それに寄与する粒子の複素経路を同定することに成功した。以上の結果は、当該期間直後に論文として発表される見込みである。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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