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巻き付きモードを主眼とした弦の見るプランクスケール時空構造の究明

Research Project

Project/Area Number 20J13957
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 InstitutionKitasato University

Principal Investigator

塩沢 健太  北里大学, 理学研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2020-04-24 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords超弦理論 / 双対性 / 超重力理論 / Double Field Theory / Exceptional Field Theory / Non-geometry / 素粒子論 / U双対性 / T双対性
Outline of Research at the Start

弦が見るミクロ領域の時空構造は点粒子が見るものとは異なり、弦の巻き付きモードが重要な量であるため、これが時空に及ぼす影響について理解したい。そのためにDouble Field Theory (DFT)と呼ばれる、弦の巻き付き効果を明白に含む重力理論を用いる。超弦理論では、古典的には裸の特異点と思われていた時空解が何らかのメカニズムで特異点が解消されると期待される。また、超弦理論の議論ではミクロ領域においては弦の巻き付きモードが支配的であることが知られている。我々は、この特異点を隠すメカニズムは弦の巻き付き効果によるものと予想し、弦の巻き付きにより時空構造が変化することをDFTを用いて示す。

Outline of Annual Research Achievements

有限の長さをもつ弦を用いて時空をプローブする超弦理論では、点粒子でプローブする一般相対論とは本質的に異なる時空の見方を提供する。弦がコンパクト空間に巻き付くことにより顕在化されるT双対性は、超弦理論では隠れた対称性である。T双対性を明白な対称性とする重力理論であるdouble field theory (DFT)は、弦の巻き付きの効果を含む時空を調べるのに有用である。本研究は、弦の巻き付きモードに着目し、ミクロ領域での時空構造を探究することを目的とする。
これまでの研究から、弦の巻き付きの効果を議論するために最も適した研究対象はターブ・ナット空間だと考えられる。本年度はこの空間を背景にもつKK5ブレーンおよびKK6ブレーンについて注目して研究を進めた。まずはNS5ブレーンとKK5ブレーンの双対性関係のM理論起源を議論し、ミクロ領域の時空構造を見るときにはM理論におけるメンブレーンのラッピングモードも考慮すべきであることを示した。次にNS5ブレーンとKK5ブレーンの背景時空における複素構造や基本2形式のT双対性関係を明示的に与えた。この研究では、これらのブレーンのT双対性関係の詳細を幾何学的構造の観点から明らかにすることができた。
本研究課題の当初の研究計画では、ブラックホール時空における弦の巻き付き効果による変形を観測することを最終目標としていた。現在、ブレーン交差によって構成されたブラックホール時空への弦の巻き付きについて議論を行い、論文準備を始めているが、本研究課題の採用期間内に終了させることができなかった。これは前年度に引き続き、新型コロナウイルス感染症流行のため研究議論などを満足に行えなかったためである。しかし、一般的な幾何学的構造のT双対性関係を明示したり、M理論における研究の広がりを提示できたりと、本研究分野にとって有意義な研究が行うことができたと考えている。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Localized Kaluza-Klein 6-brane2021

    • Author(s)
      Kimura Tetsuji、Sasaki Shin、Shiozawa Kenta
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 2021 Issue: 10 Pages: 1-25

    • DOI

      10.1007/jhep10(2021)113

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] World-volume effective theories of locally non-geometric branes2021

    • Author(s)
      Shiozawa Kenta、Sasaki Shin
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 2021 Issue: 1 Pages: 1-41

    • DOI

      10.1007/jhep01(2021)013

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Doubled Geometry, Generalized Kahler Structures and Worldsheet Instantons in Born Sigma Model2022

    • Author(s)
      木村哲士、佐々木伸、塩沢健太
    • Organizer
      日本物理学会第77回年次大会(2022年)
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Localized Kaluza-Klein 6-brane2022

    • Author(s)
      木村哲士、佐々木伸、塩沢健太
    • Organizer
      日本物理学会第77回年次大会(2022年)
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Doubled aspects of algebroid and gauge symmetry in double field theory2021

    • Author(s)
      Haruka Mori、Shin Sasaki、Kenta Shiozawa
    • Organizer
      14th International Workshop on Lie Theory and Its Applications in Physics (LT-14)
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Aspects of Locally Non-geometric Branes in String Theory2021

    • Author(s)
      塩沢健太
    • Organizer
      名古屋大学多弦数理物理学セミナー
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Locally non-geometric braneの世界体積有効理論の構築2020

    • Author(s)
      佐々木伸、塩沢健太
    • Organizer
      日本物理学会 2020年 秋季大会(素核宇)
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] World-volume Effective Theories of Locally Non-geometric Branes2020

    • Author(s)
      塩沢健太
    • Organizer
      YITP workshop "Strings and Fields" 2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] arXiv:2202.03016

    • URL

      https://arxiv.org/abs/2202.03016

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Remarks] arXiv:2203.03272

    • URL

      https://doi.org/10.48550/arXiv.2203.03272

    • Related Report
      2021 Annual Research Report

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Published: 2020-07-07   Modified: 2024-03-26  

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