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2011 Fiscal Year Annual Research Report

時空構造と非平衡物理学の統一的理解の探求

Research Project

Project/Area Number 23244057
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Research InstitutionHigh Energy Accelerator Research Organization

Principal Investigator

北澤 良久  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (10195258)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 磯 暁  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (20242092)
西村 淳  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 准教授 (90273218)
土屋 麻人  静岡大学, 理学部, 准教授 (20294150)
青木 一  佐賀大学, 工学研究科, 准教授 (80325589)
Keywordsde Sitter時空 / 赤外量子効果 / ブラックホール / メンブレン / AdS/CFT対応 / ローレンツ版IIB行列模型 / 3+1次元 / 膨張する宇宙
Research Abstract

de Sitter時空上の場の理論には、スカラー場や重力子がスケール不変なスペクトラムを持つ事に付随する興味深い赤外量子効果が存在する。この特徴はインフレーション理論において構造形成の種を生成するなめに不可欠であるが、物理定数に時間依存性をもたらす可能性がある。非線形シグマ模型において、有効宇宙項の時間依存性を研究した。リーディングの赤外量子効果は、摂動の全次数で相殺する事を示した。
ブラックホールを記述するのに、地平面近くに仮想的な膜(メンブレン)を考える見方がある。古典的なメンブレン作用に量子効果を取り入れることで、通常要請される入射波境界条件が、確率的なランジュバン方程式に置き換わることを明らかにし、それを使ってメンブレン作用の搖動散逸定理やそこから導かれる非平衡揺らぎの定理を導いた。
RxS3上のN=4超対称ヤン・ミルズ理論を計算機にのせて、N=4超対称ヤン・ミルズ理論の強結合領域の数値シミュレーションを行い、AdS/CFT対応とconsistentな結果を得た。
ローレンツ版のIIB行列模型が矛盾なく定義されることを示した。具体的にはカットオフを導入して経路積分を定義し、ラージNの極限でこのカットオフを取り除けることを示した。さらに、時間および時間発展がダイナミカルに生成されることを見出すとともに、ある臨界時刻浴存在して、その時刻以降は空間のSO(9)対称性がSO(3)に自発的に破れて、3+1次元の膨張する宇宙がダイナミカルに出現することを発見した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

de Sitter時空上の場の理論の研究に関して、非線形シグマ模型におけるリーディングの赤外量子効果の相殺機構を摂動の全次数で証明することができた。ローレンツ版のIIB行列模型において、時間および時間発展がダイナミカルに生成されることを見出すとともに、ある臨界時刻が存在して、その時刻以降は空間のSO(9)対称性がSO(3)に自発的に破れて、3+1次元の膨張する宇宙がダイナミカルに出現することを発見した。

Strategy for Future Research Activity

de Sitter時空上の場の理論の研究に関しては、量子重力の効果を研究し、物理定数の時間変化などその帰結の理解を深める。またホライゾンに付随する量子効果を非平衡物理の観点から更に研究する。ローレンツ版のIIB行列模型において、3+1次元の膨張する宇宙がダイナミカルに出現する機構を明らかにする。

  • Research Products

    (6 results)

All 2012 2011

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Infra-red effects of Non-linear sigma model in de Sitter space2012

    • Author(s)
      Kitamoto, Kitazawa
    • Journal Title

      Phys.Rev. D

      Volume: 85 Pages: 044062(1-25)

    • DOI

      DOI: 10.1103/PhysRevD.85.044062

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Expanding (3+1)-dimensional universe from a Lorentzian matrix model for superstring theory in (9+1)-dimensions2012

    • Author(s)
      S.-W.Kim, J.Nishimura, A.Tsuchiya
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 108 Pages: 1-5

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.108.011601

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Stochastic Equations in Black Hole Backgrounds and Non-equilibrium Fluctuation Theorems2011

    • Author(s)
      Satoshi Iso, Susumu Okazawa
    • Journal Title

      Nucl.Phys.B

      Volume: 851 Pages: 380-419

    • DOI

      10.1016/j.nuclphysb.2011.05.021

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Perturbative tests for a large-N reduced model of N=4 super Yang-Mills theory2011

    • Author(s)
      G.Ishiki, S.Shimasaki, A.Tsuchiya
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 1111 Pages: 1-37

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Direct test of the gauge-gravity correspondence for Matrix theory correlation functions2011

    • Author(s)
      Masanori Hanada, Jun Nishimura, Yasuhiro Sekino, Tamiaki Yoneya
    • Journal Title

      JHEP

      Volume: 1112 Pages: 020

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 超弦理論の非摂動的定式化の進展と展望2012

    • Author(s)
      土屋麻人
    • Organizer
      日本物理学会第67回年次大会
    • Place of Presentation
      関西学院大学(兵庫県)(招待講演)
    • Year and Date
      2012-03-25

URL: 

Published: 2013-06-26  

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