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M理論に由来する4次元・2次元場の理論の双対性-その検証と応用

研究課題

研究課題/領域番号 11J07749
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理(理論)
研究機関大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構

研究代表者

柴 正太郎  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)

研究期間 (年度) 2011 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
2013年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2012年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2011年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワードM理論 / 双対性 / 熱力学 / lare N極限 / 超弦理論 / M-brane / ゲージ理論 / 共形場理論
研究概要

第3年度目の研究目標は、第2年度目までの研究結果(4次元・2次元場の理論の双対性の検証)を踏まえて、M理論の物理(特にMブレーンの物理)に関して、新しい側面を解明していくことであった。結果として、以下に挙げる2つのアプローチにおいて一定の進展があった。
1. Mブレーンの熱力学
M理論において中心的な役割を果たすのは、Mブレーン(M2ブレーンとM5ブレーン)と呼ばれる物体である。これらMブレーンのダイナミクスを理解するには、熱力学を研究すればよい。しかしながら、Mブレーン上で定義される場の理論から熱力学を議論する方法は、今まで知られていなかった。一方で、超弦理論に現れるDブレーンの熱力学を議論する新しい方法が提唱された。私はこの方法に注目し、共同研究者とともにMブレーンの熱力学の議論への応用を試みた。その結果、Mブレーンがたくさん集まってブラックブレーンと呼ばれる重力理論の解となるときには、我々が場の理論から議論した熱力学の結果と完全に一致することが分かった。従って、我々はMブレーンの熱力学を正しく議論できる新しい方法を手に入れたと考えている。
2. M理論において定義可能なlarge N極限(ブレーンの枚数が多い極限)
超弦理論においては、ゲージ・重力対応において't Hooft極限と呼ばれる特殊なlarge N極限が定義され、そのダイナミクスを解明するに当たって、非常に大きな役割を果たしている。ところが、M理論においては't Hooft極限を定義することはできない。そこで私は共同研究者とともに、M理論においても定義できるlarge N極限を提唱して、その極限を取ることで超弦理論とM理論のダイナミクスの関係が明確になることを示した。従って、我々は今後M理論のダイナミクスを解明していく上で、この新しいlarge N極限が非常に大きな役割を果たしてくれるものと期待している。

今後の研究の推進方策

(抄録なし)

報告書

(3件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2014 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] A new look at instantons and large-N limit2014

    • 著者名/発表者名
      Tatsuo Azeyanagi, Masanori Hanada, Masazumi Honda, Yoshinori Matsuo, Shotaro Shiba
    • 雑誌名

      JHEP

      巻: 1405 号: 5 ページ: 8-8

    • DOI

      10.1007/jhep05(2014)008

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Warm p-soup and near extremal black holes2014

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Morita, Shotaro Shiba, Toby Wiseman, Benjamin Withers
    • 雑誌名

      Class. Quant. Gray.

      巻: 31 号: 8 ページ: 85001-85001

    • DOI

      10.1088/0264-9381/31/8/085001

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermodynamics of black M-branes from SCFTs2013

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Morita, Shotaro Shiba
    • 雑誌名

      JHEP

      巻: 1307 号: 7 ページ: 100-100

    • DOI

      10.1007/jhep07(2013)100

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] W_3 irregular states and isolated N=2 superconformal field theories2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Kanno, Kazunobu Maruvoshi, Shotaro Shiba, Masato
    • 雑誌名

      JHEP

      巻: 1,303 号: 3 ページ: 147-147

    • DOI

      10.1007/jhep03(2013)147

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] wards the proof of AGT-W relation : Toda 3-point function and W_1+∞ alget2013

    • 著者名/発表者名
      Shotaro Shiba
    • 雑誌名

      Int. J. Mod. Phys. Conf. Ser.

      巻: 21 ページ: 138-139

    • DOI

      10.1142/s2010194513009501

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical studies of the ABJM theory for arbi trary N at arbi trary coup ling constant2013

    • 著者名/発表者名
      Masanori Hanada、Masazum i Honda. Yoshinori Honma. Jun Nishimura, Shotaro Shiba, Yutaka Yoshida,
    • 雑誌名

      International Journal of Modern Physics Conference Series

      巻: 21 ページ: 203-203

    • DOI

      10.1142/s201019451300980x

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical studies of the ABJM theory for arbitrary N at arbitrary coupling constant2012

    • 著者名/発表者名
      Masanori Hanada, Masazumi Honda, Yoshinori Honma, Jun Nishimura, Shotaro Shiba, Yutaka Yoshida
    • 雑誌名

      JHEP

      巻: 1,205 号: 5 ページ: 121-121

    • DOI

      10.1007/jhep05(2012)121

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Monte Carlo studies of 3d N=6 SCFT via localization method2012

    • 著者名/発表者名
      Masazumi Honda, Masanori Hanada, Yoshinori Honma, Jun Nishimura, Shotaro Shiba, Yutaka Yoshida
    • 雑誌名

      PoS LATTICE 2012

      巻: 2,012 ページ: 233-233

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical studies of the ABJM theory for arbitrary N at arbitrary coupling constant2012

    • 著者名/発表者名
      Masanori Hanada, Masazumi Honda, Yoshinori Honma, Jun Nishimura, Shotaro Shiba, Yutaka Yoshida
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: (掲載確定)(accepted)

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] W_<1+∞> algebra as a symmetry behind AGT relation2011

    • 著者名/発表者名
      Shoichi Kanno, Yutaka Matsuo, Shotaro Shiba
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 84 号: 2 ページ: 26007-26007

    • DOI

      10.1103/physrevd.84.026007

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Notes on 3-point functions of A_<N-1> Toda theory and AGT-W relation for SU(N) quiver2011

    • 著者名/発表者名
      Shotaro Shiba
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 1112 号: 12 ページ: 108-108

    • DOI

      10.1007/jhep12(2011)108

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Warm p-soup and near extremal black holes2014

    • 著者名/発表者名
      Shotaro Shiba, Takeshi Morita, Toby Wiseman, Benjamin Withers
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学
    • 年月日
      2014-03-30
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Thermodynamics of Large-N Supersymmetric Gauge Theories with Sixteen Supercharges at Strong Coupling2014

    • 著者名/発表者名
      Shotaro Shiba
    • 学会等名
      KEK Theory Workshop 2019
    • 発表場所
      高エネルギー加速器研究機構
    • 年月日
      2014-02-19
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Thermodynamics of black M-branes from SCFTs2013

    • 著者名/発表者名
      Shotaro Shiba
    • 学会等名
      YITP Workshop "Field Theory and String Theory"
    • 発表場所
      基礎物理学研究所
    • 年月日
      2013-08-19
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] W_3 irregular states and isolated N=2 superconformal field theories2013

    • 著者名/発表者名
      Shotaro Shiba, Hiroaki Kanno, Kazunobu Maruvoshi, Masato Taki
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2013-03-26
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Some recent developments in M-theory2013

    • 著者名/発表者名
      Shotaro Shiba
    • 学会等名
      KEK理論研究会2013
    • 発表場所
      高エネルギー加速器研究機構
    • 年月日
      2013-03-21
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Towards the proof of AGT-W relation : Toda 3-point function and W_1+∞ algebra2012

    • 著者名/発表者名
      Shotaro Shiba
    • 学会等名
      Progress in Quantum Field Theory and String Theory
    • 発表場所
      大阪市立大学
    • 年月日
      2012-04-04
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 3-point functions of A_<N-1> Toda theory and AGT-W relation for SU(N) quiver2012

    • 著者名/発表者名
      柴正太郎
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学(兵庫県)
    • 年月日
      2012-03-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Towards the proof of AGT-W relation : Toda 3-point function and W-<1+∞> algebra2012

    • 著者名/発表者名
      柴正太郎
    • 学会等名
      KEK理論研究会2012
    • 発表場所
      高エネルギー加速器研究機構(茨城県)
    • 年月日
      2012-03-06
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] W_<1+∞> algebra as a symmetry behind AGT relation2011

    • 著者名/発表者名
      柴正太郎、松尾泰、菅野正一
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      弘前大学(青森県)
    • 年月日
      2011-09-17
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-12-12   更新日: 2024-03-26  

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