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トポロジカル相の分類におけるK理論周辺の諸問題

Research Project

Project/Area Number 20K03606
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 11020:Geometry-related
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

五味 清紀  東京工業大学, 理学院, 教授 (00543109)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2024: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2023: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2022: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2021: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2020: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
KeywordsKR理論 / Riemann-Roch公式 / ``実''ベクトル束 / 四元数ベクトル束 / FKMM不変量 / 同変コホモロジー / 微分KO理論 / Atiyah-Hirzebruchスペクトル系列 / トポロジカル絶縁体 / K理論 / 位相的T双対 / バルク境界対応 / Weyl半金属 / gerbe / トポロジカル相
Outline of Research at the Start

トポロジカル絶縁体を始めとするトポロジカル相は, 昨今の物理学においては盛んに研究されているテーマである. トポロジカル相の分類には, 位相的K理論をはじめとする代数トポロジーの道具が使われる. そうした応用の中で, いくつもの数学的に解決すべき問題が見えてきた. そのうちに幾つかは, 例えば同変ねじれK理論のAtiyah-Hirzebruchスペクトル系列の始めの非自明な微分の特定など, 具体的である. こうした問題を, 解けるものを優先し, 必要ならば国内外の研究者と協力し, 順次解決していくことを計画している.

Outline of Annual Research Achievements

2023年度の研究では, AtiyahとHirzebruchによって与えられた複素K理論における古典的な(Grothendieck-)Riemann-Roch型公式(以下RR公式)を, KR理論に一般化することができた. 古典的なRR公式は, Spin^c構造が与えられた偶数次元閉多様体の複素K理論の元に対し, その押し出しとChern指標による像として得られる元を, もとの元のChern指標とSpin^c構造の特性類を用いて表示する. これを位数2の巡回群Z/2が作用する空間上で定義されるKR理論へと一般化するために, まずKahnによる``実''Chern類を用いて, KR理論に対して然るべきChern指標が定義できることを示した. 次に, Z/2同変実ベクトル束に対してSpin^c構造の一般化を調べた. 安直な一般化では, 条件が強すぎることが判明したため, 然るべき一般化として許容的なSpin^c構造の概念を導入した. その後, この概念を用いた仮定を満たす多様体のKR理論の元に対して, その元の押し出しとChern指標による像として得られる元を, もとの元のChern指標と許容的なSpin^c構造の特性類を用いて表示する公式として, KR理論におけるRR公式を得た. この公式は, 古典的なRR公式と完全に両立するために, 単独の使用では新たな整数性は得られない. しかしながら, Atiyahの意味の``実''ベクトル束についての情報を用いて, 古典的なRR公式から得られる整数の偶奇に制限がつく例を与えることができる. また仮定を少し変更して得られるRR公式を用いて, 古典的なRR公式で得られる整数が, ``実''ベクトル束に対しては偶数になる例を与えることができる.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

2023年度は大学運営業務において中心的な職にあったため, 当該研究へのエフォートを下げざるを得なかった.

Strategy for Future Research Activity

想定外の業務へ想定以上のエフォートを振り分ける状況ではなくなったので, もとの計画に従って研究を推進する一方で, 関連するテーマにも積極的に取り組み, 見送っていた研究集会への参加や書籍の購入等により, 遅れを取り戻すべく務める.

Report

(4 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2023 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (5 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 7 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Pontificia Universidad Catolica de Chile(チリ)

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  • [Journal Article] Differential K-theory via gradations and mass terms2023

    • Author(s)
      Kiyonori Gomi, Mayuko Yamashita
    • Journal Title

      Advances in Theoretical and Mathematical Physics

      Volume: 27 Issue: 2 Pages: 381-481

    • DOI

      10.4310/atmp.2023.v27.n2.a1

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A new light on the FKMM invariant and its consequences2023

    • Author(s)
      Giuseppe De Nittis, Kiyonori Gomi
    • Journal Title

      Journal of Mathematical Physics

      Volume: 64 Issue: 3

    • DOI

      10.1063/5.0135106

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    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The Cohomology Invariant for Class DIII Topological Insulators2022

    • Author(s)
      De Nittis Giuseppe、Gomi Kyonori
    • Journal Title

      Annales Henri Poincare

      Volume: - Issue: 10 Pages: 3587-3632

    • DOI

      10.1007/s00023-022-01183-z

    • Related Report
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    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Twisted crystallographic T-duality via the Baum-Connes isomorphism2021

    • Author(s)
      Gomi Kiyonori、Kubota Yosuke、Thiang Guo Chuan
    • Journal Title

      International Journal of Mathematics

      Volume: 32 Issue: 10 Pages: 2150078-2150078

    • DOI

      10.1142/s0129167x21500786

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] ‘Real’ Gerbes and Dirac Cones of Topological Insulators2021

    • Author(s)
      Gomi Kiyonori、Thiang Guo Chuan
    • Journal Title

      Communications in Mathematical Physics

      Volume: 388 Issue: 3 Pages: 1507-1555

    • DOI

      10.1007/s00220-021-04238-0

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Homological bulk-edge correspondence for Weyl semimetal2021

    • Author(s)
      Kiyonori Gomi
    • Journal Title

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      Volume: 0 Issue: 4 Pages: 0-0

    • DOI

      10.1093/ptep/ptab035

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] KR理論におけるRiemann-Roch公式2023

    • Author(s)
      Kiyonori Gomi
    • Organizer
      研究集会Geometry and Topology
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    • Invited
  • [Presentation] KR理論におけるRiemann-Roch公式2023

    • Author(s)
      Kiyonori Gomi
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      第7回幾何学的群論ワークショップ
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  • [Presentation] Differential KO-theory via gradations and mass terms2022

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      Kiyonori Gomi
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      Geometry, Topology & Physics Seminar
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Weyl 半金属に対するホモロジー的バルク境界対応2021

    • Author(s)
      Kiyonori Gomi
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      ポアソン幾何とその周辺21
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    • Invited
  • [Presentation] Homological bulk-edge correspondence for Weyl semimetal2021

    • Author(s)
      Kiyonori Gomi
    • Organizer
      Internatinal Conference on Discrete Geometric Analysis for Materials Design
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Homological bulk-edge correspondence for Weyl semimetal2021

    • Author(s)
      Kiyonori Gomi
    • Organizer
      Topological Phases of Matter
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      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 同変K理論によるバンド絶縁体の分類2021

    • Author(s)
      Kiyonori Gomi
    • Organizer
      物質のトポロジカル相の理論的探究
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Invited
  • [Remarks] Kiyonori Gomi's Website

    • URL

      http://www.math.titech.ac.jp/~kgomi/

    • Related Report
      2022 Research-status Report 2021 Research-status Report 2020 Research-status Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-12-25  

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