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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Study on dielectric breakdown, vacuum decay, turbulence and thermalization by superstring theory

Research Project

Project/Area Number 15H03658
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

橋本 幸士  大阪大学, 理学研究科, 教授 (80345074)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 村田 佳樹  慶應義塾大学, 商学部(日吉), 助教 (00707804)
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords超弦理論 / ブラックホール / ホログラフィー原理 / 動的ダイナミクス
Outline of Annual Research Achievements

強結合の場の量子論が有限温度に置かれた際の一般的な重力双対はブラックホール時空となり、この双対性を用いた、重力側での時間発展についてのダイナミクスを、ブラックホール時空の特殊な性質の現れとして研究を行なった。主に、次の三つの研究テーマにおける独自のアプローチが成功し、査読付き論文として発表し、それらを世界各国で研究成果発表した。
(1)フロッケワイル半金属とフロッケディラック半金属の重力双対における動的な伝導度の導出:フロッケ系は、時間周期的な外場を物理系に作用することで、特殊な応答の性質を見出すことのできる、近年発展している手法であるが、強く結合した系の時間発展ダイナミクスを調べる本研究の上で、欠かせない優良な例となることが本研究で明らかになった。そのため、強結合ディラック物質すなわち量子色力学系について、重力双対を取り、重力側で電場の線形応答を、時間周期的な回転電場の背景において計算を行った。結果、ホール伝導度が現れることを発見し、伝導度に特徴的なスケールが発生した。この成果は、物質への応用が期待される。
(2)量子力学における非時間順序積:非時間順序積はカオスの度合いを測るものとして導入され、その特徴は重力双対での事象の地平面における赤方偏移に起因すると考えられているため、一般的な量子力学で、その初期的熱状態の時間発展を研究した。結果、古典カオス系であっても、非時間順序積による動的カオスの性質は一般的には発生し得ないことを示した。
(3)重力ブラックホール時空内の事象の地平面近傍のカオス:一般に動的な物理を重力側で特徴付ける際にはブラックホールの事象の地平面の性質を拾う必要がある。そこで、地平面近傍のテスト粒子やブレーンなどを考え、その運動を具体的に解くことを行った。結果、地平面近傍にはカオスが現れ、その指数は期待されている指数と一般的に一致することも示された。

Research Progress Status

平成29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (31 results)

All 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 1 results) Presentation (21 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results,  Invited: 12 results)

  • [Int'l Joint Research] カリフォルニア工科大学(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      カリフォルニア工科大学
  • [Int'l Joint Research] ペリメタ研究所(カナダ)

    • Country Name
      CANADA
    • Counterpart Institution
      ペリメタ研究所
  • [Int'l Joint Research] 台湾国立理論物理学研究所(NCTS)(中国)

    • Country Name
      CHINA
    • Counterpart Institution
      台湾国立理論物理学研究所(NCTS)
  • [Journal Article] Holographic Floquet states II: Floquet condensation of vector mesons in nonequilibrium phase diagram2018

    • Author(s)
      Kinoshita Shunichiro、Murata Keiju、Oka Takashi
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 2018 Pages: 096

    • DOI

      10.1007/JHEP06(2018)096

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Universality in chaos of particle motion near black hole horizon2017

    • Author(s)
      Hashimoto Koji、Tanahashi Norihiro
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 95 Pages: 024007

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.95.024007

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Holographic Floquet states I: a strongly coupled Weyl semimetal2017

    • Author(s)
      Hashimoto Koji、Kinoshita Shunichiro、Murata Keiju、Oka Takashi
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 2017 Pages: 127

    • DOI

      10.1007/JHEP05(2017)127

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Edge states at an intersection of edges of a topological material2017

    • Author(s)
      Hashimoto Koji、Wu Xi、Kimura Taro
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 95 Pages: 165443

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.95.165443

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Out-of-time-order correlators in quantum mechanics2017

    • Author(s)
      Hashimoto Koji、Murata Keiju、Yoshii Ryosuke
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 2017 Pages: 138

    • DOI

      10.1007/JHEP10(2017)138

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Wave propagation and shock formation in the most general scalar?tensor theories2017

    • Author(s)
      Tanahashi Norihiro、Ohashi Seiju
    • Journal Title

      Classical and Quantum Gravity

      Volume: 34 Pages: 215003~215003

    • DOI

      10.1088/1361-6382/aa85fb

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Fast scrambling in holographic Einstein-Podolsky-Rosen pair2017

    • Author(s)
      Murata Keiju
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 2017 Pages: 049

    • DOI

      10.1007/JHEP11(2017)049

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Separability of Maxwell equation in rotating black hole spacetime and its geometric aspects2018

    • Author(s)
      Norihiro Tanahashi
    • Organizer
      The 11th MSJ-SI The Role of Metrics in the Theory of Partial Differential Equations
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Separability of Maxwell equation in rotating black hole spacetime and its geometric aspects2018

    • Author(s)
      Norihiro Tanahashi
    • Organizer
      Workshop "Essential next steps for gravity and cosmology"
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ブラックホール時空で運動する弦のカオスの普遍性2018

    • Author(s)
      棚橋典大
    • Organizer
      日本物理学会第73回年次大会、東京理科大学
  • [Presentation] Holographic Floquet Weyl semimetal2018

    • Author(s)
      Keiju Murata
    • Organizer
      15th workshop on Non-Perturbative QCD
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Out-of-time-order correlatorでカオスは測れるか?2018

    • Author(s)
      Keiju Murata
    • Organizer
      日本物理学会2017年秋季大会
  • [Presentation] Wave Propagation and Shock Formation in the Most General Scalar-Tensor Theory2017

    • Author(s)
      Norihiro Tanahashi
    • Organizer
      Ninth Aegean Summer School, Sifnos Cultural Center
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Universality in Chaos of Particle and String Motions near Black Hole Horizon2017

    • Author(s)
      Norihiro Tanahashi
    • Organizer
      The 3rd Karl Schwarzschild Meeting, Frankfurt Institute for Advanced Studies
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 「ブラックホール時空で運動する弦のカオスの普遍性」2017

    • Author(s)
      棚橋典大
    • Organizer
      宇宙物理・重力コロキウム、大阪市立大学
    • Invited
  • [Presentation] ブラックホール時空で運動する弦のカオスの普遍性2017

    • Author(s)
      棚橋典大
    • Organizer
      日本物理学会秋季大会、宇都宮大学
  • [Presentation] ブラックホール地平面における粒子と弦の運動のカオス2017

    • Author(s)
      棚橋典大
    • Organizer
      京都大学基礎物理学研究所・研究会 「熱場の量子論とその応用」、京都大学
  • [Presentation] Wave propagation and shock formation in the most general scalar-tensor theories2017

    • Author(s)
      棚橋典大
    • Organizer
      理論物理学コロキウム、立教大学
  • [Presentation] Fate of chaotic strings in a confining geometry2017

    • Author(s)
      Keiju Murata
    • Organizer
      Gravitational Dynamics and Black Holes
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Fast scrambling in holographic Einstein-Podolsky-Rosen pair2017

    • Author(s)
      Keiju Murata
    • Organizer
      IPMU-KIAS-Kyunghee U. joint workshop
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 量子カオスとブラックホール2017

    • Author(s)
      Keiju Murata
    • Organizer
      量子カオスとホログラフィー
    • Invited
  • [Presentation] 重力と乱流・カオス2017

    • Author(s)
      Keiju Murata
    • Organizer
      非平衡物理の最前線 -素粒子・宇宙から物性まで-
    • Invited
  • [Presentation] 量子力学のOTO2017

    • Author(s)
      Keiju Murata
    • Organizer
      Workshop on OTO correlators
    • Invited
  • [Presentation] Chaos and chiral condensate2017

    • Author(s)
      橋本幸士
    • Organizer
      international workshop “Quantum gravity, string theory and holography”
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Gauge theories and Chaos2017

    • Author(s)
      橋本幸士
    • Organizer
      KPS meeting, Korea, Daejeon convention center
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 「場の理論のカオスとブラックホール」2017

    • Author(s)
      橋本幸士
    • Organizer
      「熱場の量子論」
    • Invited
  • [Presentation] 「カオス、クォーク、ブラックホール-AdS/CFT対応による新たな創発時空の特徴づけについて」2017

    • Author(s)
      橋本幸士
    • Organizer
      日本物理学会
    • Invited
  • [Presentation] Complexity and AdS/CFT: quantum othello game2017

    • Author(s)
      橋本幸士
    • Organizer
      台湾理論科学センター年次研究会
    • Invited

URL: 

Published: 2019-12-27  

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