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量子色力学のエンタングルメント・エントロピーを用いた研究

Research Project

Project/Area Number 13F03317
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理(理論)
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

高柳 匡  京都大学, 基礎物理学研究所, 教授 (10432353)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) HE SONG  京都大学, 基礎物理学研究所, 外国人特別研究員
HE Song  京都大学, 基礎物理学研究所, 外国人特別研究員
HE Song  京都大学, 基礎物理学研究所, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
Fiscal Year 2015: ¥400,000 (Direct Cost: ¥400,000)
Fiscal Year 2014: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2013: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Keywordsゲージ重力対応 / 量子エンタングルメント / 超弦理論 / 共形場理論 / AdS/CFT対応
Outline of Annual Research Achievements

外国人特別研究員Song He氏と研究代表者の私が本研究費からサポートを受けていた。27年度の研究実績は、主に超弦理論のエンタングルメント・エントロピーを初めて計算し、有限であることを示したことである。エンタングルメント・エントロピーは量子系の自由度を見積もる基本的な量として、最近重要性が増しているが、無限の自由度を含む場の理論ではこのエントロピーは発散することが知られている(面積則と呼ばれる)。しかしながら重力のミクロな理論として期待されている超弦理論では、理論の計算に発散が生じることは許されない。従って、エンタングルメント・エントロピーは超弦理論の自由度を見積り、それは有限であるべきと期待される。過去に、超弦理論のエンタングルメント・エントロピーを解析しようとした論文はいくつかあるが、技術的な困難によって、最後まで計算を実行できていなかった。
研究代表者とSong He氏らは、そのまま計算しようとすると難しいが、一次元余分な方向を加えて、時空にねじれを加え、メルビン背景という時空を考えると解析が可能であることに気が付いた。最後にあるパラメーターをゼロにすると欲しいエントロピーになると期待され、この方法で具体的な計算を実行し、超弦理論のエンタングルメント・エントロピーが有限になることを示してJHEP誌に出版した。
この研究のほかに、Song He氏らは、研究代表者との日ごろの議論がきっかけで、共形場理論における局所的な励起状態の解析に関して二つの興味深い事実を発見してJHEP誌に出版した。その一つは、共形場理論に境界がある場合に反射の効果が起きることを発見した。もう一つは、これまでの研究はプライマリー状態による局所的励起状態を扱ったきたがSong He氏らは、ディセンダント状態と呼ばれるより一般の励起状態の場合に関してもエンタングルメント・エントロピーを解析的に計算した。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2015 2014 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 8 results) Book (1 results)

  • [Int'l Joint Research] 北京大学/理論物理学研究所(中国)

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Journal Article] Notes on Entanglement Entropy in String Theory2015

    • Author(s)
      Song He, Tokiro Numasawa, Tadashi Takayanagi, Kento Watanabe
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 5 Issue: 5 Pages: 1-27

    • DOI

      10.1007/jhep05(2015)106

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Entanglement Entropy for Descendent Local Operators in 2D CFTs2015

    • Author(s)
      B. Chen, W. Z. Guo, S. He and J. q. Wu,
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 1510 Issue: 10 Pages: 173-173

    • DOI

      10.1007/jhep10(2015)173

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Renyi entropy of locally excited states with thermal and boundary effect in 2D CFTs2015

    • Author(s)
      W. Z. Guo and S. He
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 1504 Issue: 4 Pages: 099-099

    • DOI

      10.1007/jhep04(2015)099

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Quantum dimension as entanglement entropy in two dimensional conformal field theories2014

    • Author(s)
      S. He, T. Numasawa, T. Takayanagi and K. Watanabe
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 90 Issue: 4 Pages: 041701-041701

    • DOI

      10.1103/physrevd.90.041701

    • NAID

      120005676650

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Entanglement Entropy in String Theory2015

    • Author(s)
      Song He
    • Organizer
      Entanglement at Fudan
    • Place of Presentation
      Fudan大学、中国
    • Year and Date
      2015-12-17
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Entanglement Entropy and Holography2015

    • Author(s)
      T. Takayanagi
    • Organizer
      Ph.D. school in Niels Bohr Institue
    • Place of Presentation
      ニールスボーア研究所(デンマーク)
    • Year and Date
      2015-10-26
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Entanglement Entropy of Locally Excited States2015

    • Author(s)
      T. Takayanagi
    • Organizer
      Simons Symposium on Quantum Entanglement
    • Place of Presentation
      Rio Grande, Puerto Rico, USA
    • Year and Date
      2015-03-15 – 2015-03-21
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Time Evolution of Entanglement Entropy for Locally Excited States2014

    • Author(s)
      T. Takayanagi
    • Organizer
      NCTS Program on Topological Aspects of Quantum Matter
    • Place of Presentation
      Hsinchu, Taiwan
    • Year and Date
      2014-12-08 – 2014-12-12
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Time evolution of entanglement entropy for local operator excitations in conformal Field Theories2014

    • Author(s)
      T. Takayanagi
    • Organizer
      Conference on Non-equilibrium Phenomena in Condensed Matter and String Theory
    • Place of Presentation
      Trieste, Italy
    • Year and Date
      2014-06-30 – 2014-07-04
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Quantum Entanglement and Local Operators2014

    • Author(s)
      T. Takayanagi
    • Organizer
      Strings 2014
    • Place of Presentation
      Princeton, USA
    • Year and Date
      2014-06-23 – 2014-07-04
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Time Evolution of Entanglement Entropy for Local Operator Excitations in Conformal Field Theories2014

    • Author(s)
      T. Takayanagi
    • Organizer
      Aspen Winter Conference : New Perspectives on Thermalization : Condensed Matter, Quantum Information, QCD and String Theory
    • Place of Presentation
      アスペン研究所、米国
    • Year and Date
      2014-03-17
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Entanglement Entropy and Spacetime2014

    • Author(s)
      T. Takayanagi
    • Organizer
      Spring School on Superstring Theory and Related Topics
    • Place of Presentation
      ICTP, トリエステ, イタリア
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Book] 臨時別冊・数理科学 SGCライブラリ 106 「ホログラフィー原理と量子エンタングルメント」2014

    • Author(s)
      高柳 匡
    • Total Pages
      176
    • Publisher
      サイエンス社
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2014-01-29   Modified: 2024-03-26  

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