New frontier of numerical supersymmetry led by supersymmetric gradient flows

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K03853
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 15010:Theoretical studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
• Research Institution: Doshisha University (2021-2022); Keio University (2019-2020)
• Principal Investigator: Kadoh Daisuke 同志社大学, 理工学部, 准教授 (90447219)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 丸 信人 大阪公立大学, 大学院理学研究科, 准教授 (40448163) ; 浮田 尚哉 筑波大学, 計算科学研究センター, 研究員 (50422192) ; 谷口 裕介 筑波大学, 計算科学研究センター, 准教授 (60322012)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 超対称性 / 格子場の理論 / グラディエントフロー / 場の量子論 / 拡散方程式 / SYM / SQCD / AdS/CFT

Outline of Final Research Achievements

This project aims to establish a fundamental theory of supersymmetric gradient flows in supersymmetric theories, which have been intensively studied in the field of particle physics, and to apply it to numerical calculations using a supercomputer in order to clarify the mechanism of spontaneous breaking of supersymmetry and the quantum nature of gravity. We have derived the supersymmetric flow equations in N=1 SYM, SQCD and Wess-Zumino model, and proved the ultraviolet finiteness of the correlation function of the flow fields in the WZ model at all order of perturbation theory. We also show that similar properties are obtained for SYM and SQCD up to the leading order of perturbation theory. These results provide a theoretical basis for future applications of the supersymmetric flow method.

Free Research Field

素粒子論

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

超対称性は、ミクロな世界の現象を調べる素粒子物理学で精力的に研究されてきた重要な研究テーマである。本研究では、スーパーコンピュータを使って、超対称性理論を数値的に研究する新手法として、超対称グラディエントフロー法の開発を行った。様々な超対称模型において、超対称グラディエントフロー法の基礎理論を確立した。これらの成果は、超対称性の自発的破れを介して実際の宇宙ができた宇宙創成の謎の解明や、宇宙誕生時のビッグバンを引き起こす重力のミクロな性質の解明につながると期待できる。