2012 Fiscal Year Annual Research Report
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22540277
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
川合 光 京都大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (80211176)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 超弦理論 / 自然性問題 / ヒグス質量 / 行列模型 / ユニバーサリティ / マルティバース / 量子重力 / Big Fix |
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| Research Abstract |
[1.]ヒグス場の裸のパラメーターについての解析 昨年発見されたヒグス粒子の質量から標準模型の裸のパラメーターを計算し、標準模型がストリングスケールまで矛盾のない理論であることを示した。特に、ストリングスケールでヒグス場の４体結合定数およびそのベータ関数がゼロになることがわかった。また、ヒグス場の裸の質量項もストリングスケールの近くでゼロになることも分かった。このことは超対称性はストリングスケールで自発的に破れており、それより下のエネルギー領域には標準模型以外の粒子はほとんどないことを示しており、自然は超対称性に基づいた現象論を採用していないことを示唆している。
[2.]時空のトポロジカルな揺らぎと低エネルギー有効作用 時空のトポロジカルなゆらぎを含む理論では、一般に、低エネルギーの有効作用は必然的に多重局所的なものになることを示し、それをもちいて自然性問題が解決できる可能性を示した。
[3.]弦理論の非摂動的定式化と時空の創発 昨年度に続き、弦理論の非摂動的定式化の有力な候補であるIIB行列模型を数値的および解析的な両面から分析をすすめた。特に、IIB 行列模型の Wilson loop に対する Schwinger-Dyson 方程式が弦の場の理論を再現することを、解析的・数値的両面からの解析によって確認した。これが完成すると、行列模型が確かに超弦理論をあらわしており、時空が行列の自由度から創発していることがわかる。
[4.]宇宙初期揺らぎと弦理論の質量スケール 昨年度に続き、宇宙の指数膨張が、ドジッター時空中での弦理論の様々なモードの量子揺らぎにより引き起こされ
る可能性について考察した。特に、弦理論の質量とコンパクト化のスケールが宇宙初期の指数膨張のハブル定数よりおよそ1ケタ小さいようなモデルによって、インフレーションと密度の初期揺らぎが同時に説明できるかどうか解析した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究実績の概要にのべた[2.]～[4.]は、昨年度から引き続き順調に発展しており、順次論文として成果を発表している。特に、多重局所的な低エネルギー有効理論とマルティバースによる自然性問題の解決の可能性は、次に述べるヒグス粒子の物理とも密接に絡んでおり、今後さらに発展すると思われる。
以上の発展に加え、研究実績の概要の{1.}でのべたように、LHCによるヒグス粒子の発見により高エネルギー領域で重要となる標準模型のパラメーターが完全に決まり、ストリングスケールとのつながりが急速に見えてきている。特に、本研究の一環としてヒグス場の裸のパラメーターを計算し、標準模型がストリングスケールまで矛盾のない理論であることがわかった。これは、超対称性を仮定する現象論を自然は採用していないことを示しており、むしろ本研究で考察を続けているような新しい普遍性の存在を示唆している。これは、いわばポストLHCの素粒子論ともいうべきものであり、低エネルギー現象からストリングスケールが一気に見えてくる可能性が開けてきた。
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| Strategy for Future Research Activity |
具体的な研究方法としては、数値的および解析的な考察を並行して進める一方で、研究会、セミナーなどを通じて、各地の素粒子物理、場の理論、物性理論、宇宙論、数理物理などの専門家たちと幅広く交流することによって、新しい視点を開き問題を解決していく所存である。また、上にのべたように、ヒグス粒子の発見を契機として、低エネルギーの物理とプランクスケール、あるいはストリングスケールの物理が直接つながる可能性がでてきたので、LHCをはじめとする実験サイドの専門家との交流も進めていく予定である。
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