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2021 Fiscal Year Annual Research Report

Nonperturbative formulation of quantum field theories based on resurgence theory

Research Project

Project/Area Number 18H01217
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

坂井 典佑  慶應義塾大学, 自然科学研究教育センター(日吉), 訪問教授 (80108448)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 新田 宗土  慶應義塾大学, 商学部(日吉), 教授 (60433736)
藤森 俊明  慶應義塾大学, 商学部(日吉), 助教 (60773398)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Keywordsリサージェンス / 非摂動効果 / 摂動論 / 場の量子論 / ソリトン / バイオン / ストークス現象 / スキルミオン
Outline of Annual Research Achievements

摂動級数と非摂動効果とを関係づけるリサージェンス理論に基づき、量子非摂動現象の新たな解析法(拡張 型リサージェンス理論)を確立し、さらに様々な物理現象に適用して場の量子論の新たな非摂動的定式化を目指した。リサージェンス理論は、発散する摂動級数のボレル総和に現れる不定性に対する処方で、その経路積分による準古典的解釈には解決すべき問題が数多く残されている。リノーマロンの問題として、対応する非摂動効果が経路積分における鞍点の寄与として同定することができるかというものがあり、バイオン解がリノーマロンに対応する鞍点解の候補として提案されている。本研究では、ラージN非線形シグマ模型におけるリノーマロン不定性の構造を議論し、赤外発散の正則化スケールパラメータとリノーマロン不定性の関係について詳細に調べた。O(N)非線形シグマ模型において、ラージN極限における相関関数を厳密なトランス級数の形に書き下すことにより、不定性が含まれているセクターを検証し、赤外発散の正則化スケールパラメータが模型の強結合化スケールパラメータΛより大きい場合は不定性が現れないことを確認した。一方で正則化パラメータの方が小さい場合は、摂動級数のリノーマロン不定性は非摂動的寄与の不定性のみでは相殺されないということが判明した。更に高次の非摂動セクターの摂動級数に含まれるボレル不定性を考慮することによって、リノーマロン不定性が完全に相殺されることを発見した。
その他は、渦を用いたブレーンワールドの構築、カイラル磁性体におけるドメイン壁とその格子構造とマグノン有効理論、有質量のアクシオン電磁気学において4群の構造、トポロジカル超伝導と超対称性、3P2超流動における渦、2ヒッグス模型における安定なZストリング、高密度QCDにおけるカイラル非アーベリアン渦、CPN模型における分数スキルミオンなどの研究を行った。

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。

  • Research Products

    (50 results)

All 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (6 results) Journal Article (23 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 23 results,  Open Access: 16 results) Presentation (21 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] University College London/University College Cork(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      University College London/University College Cork
  • [Int'l Joint Research] University of Illinois, Chicago/North Carolina State U.(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      University of Illinois, Chicago/North Carolina State U.
  • [Int'l Joint Research] Dubna, JINR(ロシア連邦)

    • Country Name
      RUSSIA FEDERATION
    • Counterpart Institution
      Dubna, JINR
  • [Int'l Joint Research] Henan U.(中国)

    • Country Name
      CHINA
    • Counterpart Institution
      Henan U.
  • [Int'l Joint Research] Silesian University in Opava/Czech Technical University in Prague(チェコ)

    • Country Name
      CZECH
    • Counterpart Institution
      Silesian University in Opava/Czech Technical University in Prague
  • [Int'l Joint Research]

    • # of Other Countries
      1
  • [Journal Article] Relations among topological solitons2022

    • Author(s)
      Muneto Nitta
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 105 Pages: ー

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 1D Majorana Goldstinos and extended supersymmetry in quantum wires2022

    • Author(s)
      Pasquale Marra, Daisuke Inotani, Muneto Nitta
    • Journal Title

      Communications Physics

      Volume: ー Pages: ー

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dispersive 1D Majorana modes with emergent supersymmetry in 1D proximitized superconductors via spatially-modulated potentials and magnetic fields2022

    • Author(s)
      Pasquale Marra, Daisuke Inotani, Muneto Nitta
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 105 Pages: ー

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Core structures of vortices in Ginzburg-Landau theory for neutron 3P2 superfluids2022

    • Author(s)
      Kobayashi Michikazu、Nitta Muneto
    • Journal Title

      Physical Review C

      Volume: 105 Pages: 005800-1, 12

    • DOI

      10.1103/PhysRevC.105.035807

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Reducing the O(3) model as an effective field theory2022

    • Author(s)
      Gudnason Sven Bjarke、Nitta Muneto
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 03 Pages: 030, 0-38

    • DOI

      10.1007/jhep03(2022)030

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Stable Z-strings with topological polarization in two Higgs doublet model2022

    • Author(s)
      Eto Minoru、Hamada Yu、Nitta Muneto
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 02 Pages: 099, 0-44

    • DOI

      10.1007/jhep02(2022)099

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Lattice fermions as spectral graphs2022

    • Author(s)
      Yumoto Jun、Misumi Tatsuhiro
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 02 Pages: 104, 0-24

    • DOI

      10.1007/jhep02(2022)104

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Standard model gauge fields localized on non-Abelian vortices in six dimensions2021

    • Author(s)
      Arai Masato、Blaschke Filip、Eto Minoru、Kawaguchi Masaki、Sakai Norisuke
    • Journal Title

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      Volume: 2021 Pages: 123B07, 1-32

    • DOI

      10.1093/ptep/ptab144

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Quantum phase transition and resurgence: Lessons from three-dimensional N=4 supersymmetric quantum electrodynamics2021

    • Author(s)
      Fujimori Toshiaki、Honda Masazumi、Kamata Syo、Misumi Tatsuhiro、Sakai Norisuke、Yoda Takuya
    • Journal Title

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      Volume: 2021 Pages: 103B04, 1-47

    • DOI

      10.1093/ptep/ptab086

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Exact ground states and domain walls in one dimensional chiral magnets2021

    • Author(s)
      Ross Calum、Sakai Norisuke、Nitta Muneto
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 12 Pages: 163, 0-36

    • DOI

      10.1007/JHEP12(2021)163

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Effective field theory of magnons: Chiral magnets and the Schwinger mechanism2021

    • Author(s)
      Hongo Masaru、Fujimori Toshiaki、Misumi Tatsuhiro、Nitta Muneto、Sakai Norisuke
    • Journal Title

      Physical Review B

      Volume: 104 Pages: 134403-1, 22

    • DOI

      10.1103/PhysRevB.104.134403

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Topological axion electrodynamics and 4-group symmetry2021

    • Author(s)
      Hidaka Yoshimasa、Nitta Muneto、Yokokura Ryo
    • Journal Title

      Physics Letters B

      Volume: 823 Pages: 136762~136762

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2021.136762

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Chiral non-Abelian vortices and their confinement in three flavor dense QCD2021

    • Author(s)
      Eto Minoru、Nitta Muneto
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 104 Pages: 094052-1,24

    • DOI

      10.1103/physrevd.104.094052

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Global 4-group symmetry and ’t Hooft anomalies in topological axion electrodynamics2021

    • Author(s)
      Hidaka Yoshimasa、Nitta Muneto、Yokokura Ryo
    • Journal Title

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      Volume: 2022 Pages: 04A109, 1-32

    • DOI

      10.1093/ptep/ptab150

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Fractional Skyrmion molecules in a CPN-1 model2021

    • Author(s)
      Akagi Yutaka、Amari Yuki、Gudnason Sven Bjarke、Nitta Muneto、Shnir Yakov
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 11 Pages: 194, 0-18

    • DOI

      10.1007/jhep11(2021)194

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Symmetry classification of uniform states in spin-2 Bose-Einstein condensates and neutron 3P2 superfluids2021

    • Author(s)
      Kobayashi Michikazu、Nitta Muneto
    • Journal Title

      Physical Review A

      Volume: 104 Pages: 053302-1, 12

    • DOI

      10.1103/physreva.104.053302

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Spin-polarized phases of 3P2 superfluids in neutron stars2021

    • Author(s)
      Mizushima Takeshi、Yasui Shigehiro、Inotani Daisuke、Nitta Muneto
    • Journal Title

      Physical Review C

      Volume: 104 Pages: 045803-1, 14

    • DOI

      10.1103/physrevc.104.045803

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Topological confinement of vortices in two-flavor dense QCD2021

    • Author(s)
      Fujimoto Yuki、Nitta Muneto
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 09 Pages: 192, 0-35

    • DOI

      10.1007/jhep09(2021)192

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Orbifold black holes2021

    • Author(s)
      Nitta Muneto、Uzawa Kunihito
    • Journal Title

      The European Physical Journal C

      Volume: 81 Pages: 513, 1-6

    • DOI

      10.1140/epjc/s10052-021-09289-0

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Vortices penetrating two-flavor quark-hadron continuity2021

    • Author(s)
      Fujimoto Yuki、Nitta Muneto
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 103 Pages: 114003-1, 6

    • DOI

      10.1103/physrevd.103.114003

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Radial Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov-like state in a population-imbalanced Fermi gas2021

    • Author(s)
      Inotani Daisuke、Yasui Shigehiro、Mizushima Takeshi、Nitta Muneto
    • Journal Title

      Physical Review A

      Volume: 103 Pages: 053308-1, 6

    • DOI

      10.1103/physreva.103.053308

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthetic superfluid chemistry with vortex-trapped quantum impurities2021

    • Author(s)
      Edmonds Matthew、Eto Minoru、Nitta Muneto
    • Journal Title

      Physical Review Research

      Volume: 3 Pages: 023085-1, 16

    • DOI

      10.1103/physrevresearch.3.023085

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Exact-WKB, complete resurgent structure, and mixed anomaly in quantum mechanics on S12021

    • Author(s)
      Sueishi Naohisa、Kamata Syo、Misumi Tatsuhiro、Unsal Mithat
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 07 Pages: 096, 0-40

    • DOI

      10.1007/jhep07(2021)096

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 有限温度スピノル凝縮体における擬南部ゴールドストーンモードの質量獲得および量子渦の安定化2022

    • Author(s)
      小林未知数, 新田宗土
    • Organizer
      日本物理学会
  • [Presentation] 磁性体におけるスピン液晶分数スキルミオン2022

    • Author(s)
      赤城裕, 甘利悠貴, Sven Bjarke Gudnason, 新田宗土, Yakov Shnir
    • Organizer
      日本物理学会
  • [Presentation] Global 4-group symmetry and 't Hooft anomalies in topological axion electrodynamics2022

    • Author(s)
      日高義将, 新田宗土, 横倉諒
    • Organizer
      日本物理学会
  • [Presentation] 強く相互作用する2バンドフェルミ原子気体におけるTanのコンタクトとユニバーサルな関係式2021

    • Author(s)
      猪谷太輔, 安井繁宏, 水島健, 新田宗土
    • Organizer
      日本物理学会
  • [Presentation] 3P2超流動の半整数渦分子2021

    • Author(s)
      正木祐輔, 水島健, 新田宗土
    • Organizer
      日本物理学会
  • [Presentation] Dynamical brane on orbifold2021

    • Author(s)
      新田宗土, 鵜沢報仁
    • Organizer
      日本物理学会
  • [Presentation] アリス渦・モノポールの閉じ込めとモジュライ固定2021

    • Author(s)
      新田宗土
    • Organizer
      日本物理学会
  • [Presentation] Higher Derivative Supersymmetric Nonlinear Sigma Models on Hermitian Symmetric Spaces, and BPS States Therein2021

    • Author(s)
      新田宗土, 佐々木伸
    • Organizer
      日本物理学会
  • [Presentation] 4-group structure of axion electrodynamics in gapped phase2021

    • Author(s)
      日高義将, 新田宗土, 横倉諒
    • Organizer
      日本物理学会
  • [Presentation] Vortex molecule in two Higgs doublet model2021

    • Author(s)
      衛藤稔, 濱田佑, 新田宗土
    • Organizer
      日本物理学会
  • [Presentation] Revisit on stability of electroweak string in Standard Model2021

    • Author(s)
      衛藤稔, 濱田佑, 神野隆介, 新田宗土, 山田雅俊
    • Organizer
      日本物理学会
  • [Presentation] SU(2) chiral soliton lattice from chiral vortical effect2021

    • Author(s)
      衛藤稔, 西村健太郎, 新田宗土
    • Organizer
      日本物理学会
  • [Presentation] Ginzburg-Laudau模型を用いた中性子内部の3P2中性子超流動における渦芯構造の解析2021

    • Author(s)
      小林未知数, 新田宗土
    • Organizer
      日本物理学会
  • [Presentation] 高密度QCDのCFL相におけるカイラル非アーベリアン渦とその閉じ込め2021

    • Author(s)
      衛藤稔, 新田宗土
    • Organizer
      日本物理学会
  • [Presentation] 2フレーバーのクォーク・ハドロン連続性:アリスがブージャムに出会った2021

    • Author(s)
      藤本悠輝, 新田宗土
    • Organizer
      日本物理学会
  • [Presentation] Exact WKB analysis vs resurgence in semiclassics2021

    • Author(s)
      Naohisa SUEISHI
    • Organizer
      Appplicable resurgent asymptotics: towards a universal theory (ケンブリッジ大学ニュートン研究所
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] グラフ理論に基づいた格子Dirac演算子の新たな解析法とS4上の格子fermion2021

    • Author(s)
      湯本純,三角樹弘
    • Organizer
      日本物理学会
  • [Presentation] Application of resurgence theory to quantum theories2021

    • Author(s)
      Tatsuhiro MISUMI
    • Organizer
      RIMS online workshop "Exact WKB Analysis, Microlocal Analysis, Painleve Equations and Related Topic"
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] S1コンパクト化とトフーフト量子異常2021

    • Author(s)
      三角樹弘
    • Organizer
      基研国内モレキュール型研究会「周期駆動系におけるカイラル量子異常」(京都大学基礎物理学研究所)
  • [Presentation] Applications of Resurgence Theory to Quantum Theories: ZN-twist, Exact-WKB and Phase Transition2021

    • Author(s)
      Tatsuhiro MISUMI
    • Organizer
      Applicable resurgent asymptotics: Summary meeting (ケンブリッジ大学ニュートン研究所)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] リサージェンス理論で挑む量子非摂動現象の解明2021

    • Author(s)
      三角樹弘
    • Organizer
      広島大学 第64回(2021年度第2回)Core-Uセミナー

URL: 

Published: 2022-12-28  

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