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Non-perturbative effects of quantum gravity from JT gravity matrix model

Research Project

Project/Area Number 22K03594
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 15010:Theoretical studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
Research InstitutionShinshu University

Principal Investigator

奥山 和美  信州大学, 学術研究院理学系, 教授 (70447720)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords二重極限SYK模型 / DSSYK / JT重力 / ホログラフィー対応 / ホログラフィー / N=4超対称ゲージ理論 / 2重極限SYK模型 / 行列模型 / 量子重力
Outline of Research at the Start

この研究の目的は、2次元のディラトン重力の一種であるJackiw-Teitelboim (JT) 重力の行列模型による記述を用いて、量子重力の非摂動的な性質を調べることである。JT重力の行列模型は超弦理論におけるAdS/CFT対応のトイモデルと考えられ、この模型の解析から量子重力のホログラフィー原理に対する深い理解が得られることが期待される。

本研究では、JT重力の行列模型にFZZTブレーンと呼ばれるブレーンを導入する方法を用いて、量子重力の経路積分における時空のトポロジーの足し上げと、それに対する非摂動的な補正の性質を明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

今年度は、二重極限SYK模型(DSSYK)について研究した。立教大学の鈴木氏と共同で、DSSYKの相関関数の半古典展開を1-loopまで計算し、それがLiouville理論の計算と一致することを示した。また、DSSYKの分配関数の高温展開は有限の収束半径を持ち、収束半径が分配関数のゼロ点で決まることを見出した。JT重力の場合と同様に、DSSYKにEOWブレーンを導入することができ、対応する波動関数がビッグqエルミート多項式で与えられることを示した。DSSYKの分配関数のジーナス展開の高次の項は、行列模型の位相的漸化式から一般的に計算することができ、トランペットとWP体積の離散版の組み合わせで表されることが分かった。特に、ジーナス1の寄与として、ワームホール時空上のDSSYKの相関関数を計算し、ワームホールがピンチする極限でもUV発散が無いことを示した。
DSSYK以外の研究としては、JT重力の行列模型を用いたホログラフィー対応の研究を行った。明治学院大学の酒井氏と共同で、スペクトル形状因子の遅い時間の振る舞いを系統的に計算する手法を開発した。酒井氏及び大阪大学の飯塚氏、姉川氏と共同で、スペクトル形状因子の多点関数への一般化を議論した。また、信州大学の博士学生である立花氏と共同で、エンタングルメント・ネガティビティーに対してキャパシティーという量を定義し、支配的に寄与するレプリカワームホールが入れ替わることを反映して、その量の時間発展に2つのピークが現れることを議論した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

今年度は、DSSYKとJT重力の研究を精力的に行い、単著及び共著論文を複数出すことができた。当初思っていたよりも多くの成果が上がっており、計画以上に進展していると言える。

Strategy for Future Research Activity

次年度は、DSSYKの研究を継続する予定である。特に、バルクの量子重力のヒルベルト空間の構造を理解したいと考えている。また、ブラックホールのファイヤウォールやホワイトホール相について、DSSYKを用いて何か言えないか、共同研究を行うことを考えている。2024年度は本研究課題の最終年度であるため、結果を論文にまとめて出すことを目標にしている。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (11 results) (of which Peer Reviewed: 11 results,  Open Access: 11 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Matter correlators through a wormhole in double-scaled SYK2024

    • Author(s)
      Kazumi Okuyama
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 02 Issue: 2 Pages: 147-161

    • DOI

      10.1007/jhep02(2024)147

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Negativity and its capacity in JT gravity2024

    • Author(s)
      Kazumi Okuyama, Takeshi Tachibana
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 02 Issue: 2 Pages: 183-206

    • DOI

      10.1007/jhep02(2024)183

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Spectral form factor in the τ-scaling limit2023

    • Author(s)
      Kazumi Okuyama, Kazuhiro Sakai
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 04(2023)123 Issue: 4 Pages: 0-28

    • DOI

      10.1007/jhep04(2023)123

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] orrelators of double scaled SYK at one-loop2023

    • Author(s)
      Kazumi Okuyama, Kenta Suzuki
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 05 Issue: 5 Pages: 117-143

    • DOI

      10.1007/jhep05(2023)117

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Late time behavior of n-point spectral form factors in Airy and JT gravities2023

    • Author(s)
      Anegawa Takanori、Iizuka Norihiro、Okuyama Kazumi、Sakai Kazuhiro
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 2023 Issue: 7 Pages: 047-047

    • DOI

      10.1007/jhep07(2023)047

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] High temperature expansion of double scaled SYK2023

    • Author(s)
      Kazumi Okuyama
    • Journal Title

      Physics Letters B

      Volume: 843 Pages: 138036-138049

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2023.138036

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] End of the world brane in double scaled SYK2023

    • Author(s)
      Kazumi Okuyama
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 08 Issue: 8 Pages: 053-073

    • DOI

      10.1007/jhep08(2023)053

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Discrete analogue of the Weil-Petersson volume in double scaled SYK2023

    • Author(s)
      Kazumi Okuyama
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 09 Issue: 9 Pages: 133-148

    • DOI

      10.1007/jhep09(2023)133

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Hartle-Hawking wavefunction in double scaled SYK2023

    • Author(s)
      Kazumi Okuyama
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 03 Issue: 3 Pages: 152-152

    • DOI

      10.1007/jhep03(2023)152

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] t Hooft expansion of SO(N) and Sp(N) N= 4 SYM revisited2022

    • Author(s)
      Kazumi Okuyama
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 09 Issue: 9 Pages: 064-064

    • DOI

      10.1007/jhep09(2022)064

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Large N expansion of an integrated correlator in N= 4 SYM2022

    • Author(s)
      Yasuyuki Hatsuda and Kazumi Okuyama
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 11 Issue: 11 Pages: 086-086

    • DOI

      10.1007/jhep11(2022)086

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] KdV方程式を用いたJT重力理論の非摂動効果の計算2024

    • Author(s)
      松本高興、初田泰之、奥山和美
    • Organizer
      日本物理学会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] JT重力におけるネガティビティとそのキャパシティ2024

    • Author(s)
      立花建、奥山和美
    • Organizer
      日本物理学会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] JT重力のダイナミカルブレーンによるエンタングルメント・ネガティビティ2023

    • Author(s)
      立花健、奥山和美
    • Organizer
      日本物理学会春季大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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