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Non-perturbative spectral analysis of quantum field theory by stochastic analysis and semi-classical approximation

Research Project

Project/Area Number 23K20217
Project/Area Number (Other) 20H01808 (2020-2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2020-2023)
Section一般
Review Section Basic Section 12010:Basic analysis-related
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

廣島 文生  九州大学, 数理学研究院, 教授 (00330358)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥16,770,000 (Direct Cost: ¥12,900,000、Indirect Cost: ¥3,870,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Keywords基底状態 / 汎関数積分 / くりこみ / 場の量子論 / Gibbs測度 / ファインマン・カッツ公式 / 熱半群 / スペクトル解析
Outline of Research at the Start

佐々木格 (信州大),Z. Ammari (Rennes I 大, 仏), M. Falconi (Rome 大, 伊), M. Gubinelli (Bonn 大, 独), J. L orinczi (Loughborough大, 英), O. Matte (Aalborg 大, デンマーク) らと共同で, 以下の研究を行う.
1. 確率解析的手法によって場の量子論のハミルトニアンのスペクトルを非摂動的に解析する.
2. 拡張されたWigner測度による場の量子論の準古典近似解析を行う.
また研究会を開催し, 国内・海外の研究者と情報交換・意見交換し, 国内の若手研究者にも発表の機会を与える.

Outline of Annual Research Achievements

2023年度中に、Hausdorff School (ドイツ)、レンヌ大(フランス)、ペダボン大学(ドイツ)、シンガポール国立大学で講演した。特に、Hausdorff School では連続講演を行なった。ICIAM(早稲田大) やRIMS(京大)でも講演した。
場の量子論の測度論的な研究の実績は以下である。
(1) くりこんだネルソン模型の基底状態の減衰性を下から評価することに成功した。2022年度に一度完成を宣言したが、エラーが見つかりこれを修正した。私の研究の主要手段であるファインマンカッツ公式を巧みに使って繰り込んだ模型の解析が可能になったことを考えると大きな自信になった。この結果はOliver Matteと共著でPoint-wise spatial decay of eigenvectors inthe Nelson modeとしてまとめた。現在、投稿準備中である。
(2) 並行移動不変なネルソン模型の運動量が非零な場合の熱半群の正値改良性を示した。2022年度に一応の完成を見たが、ファインマンカッツ公式のみを使って定理を証明することを試み、さらに精度の高い論文にするべく、Benjamin Hinrichs と共著でPositivity of semigroup generated by translation invariant Nelson Hamiltonianとしてまとめ、投稿準備中である。
(3)Wigner測度による準古典近似の理論を非相対論的量子電磁力学のPauli Fierz 模型で示した。これは, Zied Ammari, Marco Falconiと共著でFrom the quantum
to the classical electrodynamics of charges and fieldsとまとめ国際誌に公表が受理された。現在、運動量が固定されている場合のWigner測度を解析中である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

上記研究実績の概要(1)(2)(3)に沿って述べる。2022年度の理由とほぼ同じである。
(1)くりこんだネルソン模型の基底状態の減衰性の下からの評価は積分核が特異で当初アイデアが思いつかなかった。しかし、予想に反して非常に巧妙な手段に気がつき下からの評価を得ることができた。(2) 並行移動不変なネルソン模型の運動量が非零な場合はいつものシュレディンガー表現を諦めてフォック表現に移ることによってうまく証明することができた。
(3)準古典近似の理論では基底状態の個数作用素による時間発展の一様有界性をグロンウォール不等式を使って証明するという今まで見たことのないアイデアを使って突破できた

Strategy for Future Research Activity

上記研究実績の概要(1)(2)(3)に沿って述べる。2022年度とほぼ同じである。
(1)くりこんだネルソン模型の基底状態の減衰性の下からの評価をもっと精密にする。(2) ファインマンカッツ公式のみを使って証明する。(3)運動量が保存されている場合まで拡張して、PF模型と比較する。

Report

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

    (22 results)

All 2023 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (6 results) Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results,  Invited: 10 results) Remarks (1 results) Funded Workshop (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Aalborg大学(デンマーク)

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  • [Int'l Joint Research] Paterborn 大学(ドイツ)

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  • [Int'l Joint Research] Rennes大学(フランス)

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  • [Int'l Joint Research] ミラノ工科大学(イタリア)

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  • [Int'l Joint Research] Aalborg大学(デンマーク)

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  • [Int'l Joint Research] Peterborn 大学(ドイツ)

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  • [Journal Article] Ground states and associated path measures in the renormalized Nelson model2022

    • Author(s)
      Hiroshima Fumio、Matte Oliver
    • Journal Title

      Reviews in Mathematical Physics

      Volume: 34 Issue: 02

    • DOI

      10.1142/s0129055x22500027

    • Related Report
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  • [Journal Article] Spectrum of the semi-relativistic Pauli-Fierz model II2021

    • Author(s)
      Hidaka Takeru、Hiroshima Fumio、Sasaki Itaru
    • Journal Title

      Journal of Spectral Theory

      Volume: 11 Issue: 4 Pages: 1779-1830

    • DOI

      10.4171/jst/386

    • Related Report
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    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Recent Advances in Quantum and Statistical Mechanics2023

    • Author(s)
      廣島文生
    • Organizer
      Hausdorff School for Mathematics
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      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Semiclassical analysis in quantum field theory2023

    • Author(s)
      廣島文生
    • Organizer
      Mathematical Physics in the heart of Germany
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Renormalized spectral zeta function of Rabi model2023

    • Author(s)
      廣島文生
    • Organizer
      Mathematical Challenges in Quantum Mechanics
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] The weak limit of renormalized Rabi Hamiltonian2023

    • Author(s)
      廣島文生
    • Organizer
      2023 ICIAM
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Localization of a renormalized Hamiltonian in QFT by a path measure2023

    • Author(s)
      廣島文生
    • Organizer
      Random Interacting Systems, Scaling Limits, and Universality
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      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Renormalization and localization by path measures2022

    • Author(s)
      廣島文生
    • Organizer
      Open Japanese-German conference on stochastic analysis and applications
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      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Angle operators and phase operators associated with 1D-harmonic oscillator2022

    • Author(s)
      廣島文生
    • Organizer
      A quantum two-day meeting with Green talks, Green functions, and threshold behavior
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Asymmetry of non-local discrete Schroedinger operators on a lattice2022

    • Author(s)
      廣島文生
    • Organizer
      Mathematical Analysis and its Applications in Modern Mathematical Physics
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Renormalization, ground states, and localization by path measures2022

    • Author(s)
      廣島文生
    • Organizer
      国際SGUワークショップ,早大
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  • [Presentation] 準古典近似とWigner測度によるNewton-Maxwell方程式の導出2022

    • Author(s)
      廣島文生
    • Organizer
      夏の作用素論セミナー, 愛媛大学
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  • [Presentation] Newton Maxwell equation through semi-classical analysis2021

    • Author(s)
      廣島文生
    • Organizer
      京大数理研短期共同研究
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Localization of the ground state of the Nelson model2021

    • Author(s)
      廣島文生
    • Organizer
      Himeji conference on PDE
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      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Remarks] 九州大学大学院 数理学研究院 数学部門 廣島文生 研究室

    • URL

      https://www3.math.kyushu-u.ac.jp/~hiroshima/index.html

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  • [Funded Workshop] 量子場の数理とその周辺2022

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URL: 

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

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