Emergent space-time and its dynamics in superstring theory
| Project/Area Number |
18J01722
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Particle/Nuclear/Cosmic ray/Astro physics
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| Research Institution | High Energy Accelerator Research Organization |
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| Research Fellow |
浅野 侑磨 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, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2018-04-25 – 2021-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 超弦理論 / 行列模型 / 符号問題 / 原子核理論 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的はゲージ理論で実現されると期待される時空の創発を系統的に理解し、その本質を解明することであった。本年度は、超弦理論を記述すると考えられているゲージ理論であるBMN行列模型の数値計算と、数値計算で現れる符号問題を解決する手法の様々な物理系への適用において特に進展があった。
この行列模型は、Mブレーンと呼ばれる空間的に広がりを持ったオブジェクトを実現する真空を複数持っていると考えられており、様々な証拠が挙がっている。有限温度系ではそれらの真空のうちの1つが支配的になると考えられ、温度などの理論のパラメータが変化していくごとにどの真空が実現されるかが変わってくる。本研究の数値計算により、これが相転移的な振る舞いをすることが明らかになり、相図の概略を求めることができた。本成果により、時空の創発の一種であるブレーンの創発の理解が大きく進展した。
以上までは時間依存性が出ない有限温度系での計算であったが、時間も含めた時空間の創発を明らかにするには、時間を実とするLorentz型計量で扱う必要がある。そのようなゲージ理論の数値計算には符号問題と呼ばれる困難が現れるが、近年開発され発展している複素Langevin法やLefschetz thimble法により解決できる場合がある。これらの方法を比較的簡単な系に適用し、ゲージ理論の数値計算への足がかりを得た。適用した系は調和振動子・非調和振動子の時間発展のような非常に単純化された系から始め、原子核殻模型のような現実の物理を記述する系まで及んだ。特に、Lefschetz thimble法により振動子系の波動関数の時間発展が正しく計算できることや、殻模型に複素Langevin法が適用できる領域が見つかるなどの結果を得た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初の計画では符号問題の現れない数値計算を遂行する予定であったが、それだけでなく、符号問題のために今まで計算されてこなかった物理系についても数値計算をして成果を上げることができた。時空の創発が議論できるような数値計算をするには符号問題は避けて通れない問題であるため、この方向性での成功は期待以上のものと言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
殻模型については、特に魔法数が大きい場合に複素Langevin法が適用できる条件を満たしやすいことが分かってきたが、愚直に数値計算すると激しい揺らぎが観測されるため、正しい値を得るのが容易でないことも同時に判明した。これに対して、物理量の求め方を工夫した数値シミュレーションを実行することで予想される値の再現を試みる。
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Report
(1 results)
Research Products
(4 results)
