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非可換空間上の場の理論とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 13135202
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東北大学

研究代表者

江澤 潤一 (江沢 潤一)  東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (90133925)

研究分担者 綿村 哲  東北大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (00201252)
研究期間 (年度) 2001 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
15,900千円 (直接経費: 15,900千円)
2006年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
2005年度: 3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
2004年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2003年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2002年度: 3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
2001年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
キーワード非可換空間 / 非可換ソリトン / インスントン / 量子ホール効果 / 弦理論 / 非反可換超空間 / Nahm双対性 / ADHM構成 / 非可換幾何学 / 非可換インスタントン / Nahm相対性 / 位相的ソリトン / スカーミオン
研究概要

江澤は非可換空間上の場の理論の応用として量子ホール効果を解析した.この系では,電子のX座標とy座標は交換しない.その結果として,電子が内部対称性SU(N)を持つ場合,対称性はW_∞をSU(N)拡大したW_∞(N)で与えられる.本研究では,この観点から量子ホール系の量子場理論を構成し,新しい知見を得た.特に,非可換空間の特殊性から,電子間には交換相互作用により,コヒーレントが自発的に発生する.この現象はコヒーレンス系特有の位相的ソリトン(スカーミオン)を観測することで実験的に検証できる.量子ホール系における位相的ソリトンは非可換ソリトンである.さて,従来,位相的ソリトンは古典的励起としてのみ知られていた.本研究の最大の成果は,空孔励起のW_∞(N)回転として非可換ソリトンの量子力学的状態を求めたことである.更に,非可換ソリトンの励起エネルギーを一層及び二層量子ホール系で解析した.計算して得られた励起エネルギーを実験結果と比較して,本研究の成果の正当性を検証した.研究成果は25編の原著論文として国際的著名誌に発表した.
綿村は弦理論に現れる非可換および非反可換(超)空間上のゲージ場の非自明な配位の研究を行った.この研究は, D-braneの性質を調べるために重要である.特に、Fuzzy sphereの非自明な配位であるMonopole Bundleを射影加群の方法によっての構成し、それを一般化することで非可換CPn上のバンドルの構造を明らかにした.一方この問題は空間の4次元ではADHM構成法により解ける.そこで,非反可換超空間上にADHM構成法を拡張し,インスタントン解を構成しモジュライの性質を調べた.超場を使って超空間の対称性を保ちながら構成を行うことは可換である場合にも不完全であった.この構成法によりインスタントンに伴うフェルミオンゼロモードを同時に構成することに成功し,ボソン的モジュライとフェルミオン的モジュライの変形に対する応答を見ることができた.研究成果は3編の原著論文として国際的著名誌に発表した.

報告書

(7件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 2001 実績報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて 2007 2006 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (31件) 図書 (1件) 文献書誌 (14件)

  • [雑誌論文] Magnetotransport Study of the Canted Antiferromagnetic Phase in the ν=2 Quantum Hall State2006

    • 著者名/発表者名
      A.Fukuda
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B 73

      ページ: 165304-165309

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Quantum Transport Study of Canted Antiferromagnet Phase in the ν=2 Bilayer Quantum Hall State2006

    • 著者名/発表者名
      A.Fukuda
    • 雑誌名

      Physica E 34

      ページ: 77-80

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Stability of Soliton Lattice phase in ν=1 Bilayer Quantum Hall State under Tilted Magnetic Field2006

    • 著者名/発表者名
      D.Terasawa
    • 雑誌名

      Physica E 34

      ページ: 80-84

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Anisotropic Magnetotransport near the ν=2/3 Quantum Hall State2006

    • 著者名/発表者名
      M.Morino
    • 雑誌名

      Physica E 34

      ページ: 152-155

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Anomalous Quantum-Hall165309 Resistance in Bilayer Counterflow Transport2006

    • 著者名/発表者名
      Z.F.Ezawa
    • 雑誌名

      Physica Status Solidi (c) 4

      ページ: 485-489

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Microscopic Theory of Skyrmions in Quantum Hall Ferromagnets2005

    • 著者名/発表者名
      G. Tsitsishvili
    • 雑誌名

      Physical Review B 72

      ページ: 115306-115306

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Topological Solitons in Noncommutative Plane and Quantum HallSkyrmions2005

    • 著者名/発表者名
      Z. F. Ezawa
    • 雑誌名

      Physical Review D 72

      ページ: 85002-85002

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Monopole Bundles over Fuzzy Complex Projective Spaces2005

    • 著者名/発表者名
      U. Carow-Watamura
    • 雑誌名

      Journal of Geometry and Physics 54

      ページ: 373-373

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Instantons in N=1/2 Super Yang-Mi11s Theory via Deformed Super ADHM Construction2005

    • 著者名/発表者名
      T. Araki
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics 512

      ページ: 44-44

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Microscopic Theory of Skyrmions in Quantum Hall Ferromagnets2005

    • 著者名/発表者名
      G. Tsitsishvili, Z. F. Ezawa
    • 雑誌名

      Physical Review B 72

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Topological Solitons in Noncommutative Plane and Quantum Hall Skyrmions2005

    • 著者名/発表者名
      Z. F. Ezawa, G. Tsitsishvili
    • 雑誌名

      Physical Review D 72

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Monopole Bundles over Fuzzy Complex Projective Spaces2005

    • 著者名/発表者名
      U. Carow-Watamura, H. Steinacker, S. Watamura
    • 雑誌名

      Journal of Geometry and Physics 54

      ページ: 373-399

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Instantons in N=1/2 Super Yang-Mills Theory via Deformed Super ADHM Construction2005

    • 著者名/発表者名
      T. Araki, T. Takashima, S. Watamura
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics 0512

      ページ: 44-44

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Anisotropic Transport on the ν=1 Bilayer Quantum Hall System under Tilted Magnetic Field2005

    • 著者名/発表者名
      M.Morino
    • 雑誌名

      Int.J.Mod.Phys.B 18

      ページ: 3705-3708

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Double Magnetoresistance Minima Induced by the In-Plane Magnetic Field for the ν=1 Double-Layer Quantum Hall State2005

    • 著者名/発表者名
      D.Terasawa
    • 雑誌名

      Int.J.Mod.Phys.B 18

      ページ: 3709-3712

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Anisotropic Magnetotransport around-the ν=1 Bilayer-Quantum Hall State2005

    • 著者名/発表者名
      K.Iwata
    • 雑誌名

      J.Phys.Chemi.Solids 66

      ページ: 1556-1559

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Pseudospin Domain of ν=1 Double-Layer Quantum Hall State near Commensurate-Incommensurate Transition2005

    • 著者名/発表者名
      D.Terasawa
    • 雑誌名

      J.Phys.Chemi.Solids 66

      ページ: 1560-1562

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Microscopic Theory of Skyrmions in Quantum Hall Ferromagnets2005

    • 著者名/発表者名
      G.Tsitsishvili
    • 雑誌名

      Physical Review B 72

      ページ: 115306-115320

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Topological Solitons in Noncommutative Plane and Quantum Hall Skyrmions2005

    • 著者名/発表者名
      Z.F.Ezawa
    • 雑誌名

      Physical Review D 72

      ページ: 85002-85019

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] On a Superfield Extension of The ADHM Construction and N=1 Super Instantons2005

    • 著者名/発表者名
      T.Araki
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics 508

      ページ: 65-65

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Instantons in N=1/2 Super Yang-Mills Theory via Deformed Super ADHM Construction2005

    • 著者名/発表者名
      T.Araki
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics 512

      ページ: 44-44

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Ground-State Structure in υ=2 Bilayer Quantum Hall Systems2005

    • 著者名/発表者名
      Z.F.Ezawa
    • 雑誌名

      Physical Review B 71(印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 非可換空間上のゲージ理論2005

    • 著者名/発表者名
      綿村 哲
    • 雑誌名

      数理物理への誘い 5

      ページ: 143-168

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] SU(4)Skyrmions and Activation Energy Anomaly in Bilayer Quantum Hall Systems2004

    • 著者名/発表者名
      Z. F. Ezawa
    • 雑誌名

      Physical Review B 70

      ページ: 125304-125304

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] SU(4) Skyrmions and Activation Energy Anomaly in Bilayer Quantum Hall Systems2004

    • 著者名/発表者名
      Z. F. Ezawa, G. Tsitsishvili
    • 雑誌名

      Physical Review B 70

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Phase diagrams of υ=2 and υ=2/3 quantum Hall states in bilayer system2004

    • 著者名/発表者名
      N.Kumada
    • 雑誌名

      Physical Review B 69

      ページ: 155319-155328

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Effects of In-plane Magnetic Fields on Spin Transitions in Bilayer Quantum Hall States2004

    • 著者名/発表者名
      N.Kumada
    • 雑誌名

      Physica E 22

      ページ: 36-39

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Simultaneous Excitation of Spins and Pseudospins in the Bilayer υ=1 Quantum Hall State2004

    • 著者名/発表者名
      D.Terasawa
    • 雑誌名

      Physica E 22

      ページ: 52-55

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] SU(4) Skyrmions and Activation Energy Anomaly in Bilayer Quantum Hall Systems2004

    • 著者名/発表者名
      Z.F.Ezawa
    • 雑誌名

      Physical Review B 70

      ページ: 125304-125326

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Noncommutative Geometry, Extended W_∞ Algebra and Grassmannian Solitons in Multicomponent Quantum Hall Systems2003

    • 著者名/発表者名
      Z. F. Ezawa
    • 雑誌名

      Physical Review B 67

      ページ: 125314-125314

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Noncommutative Geometry, Extended W_∞ Algebra and Grassmannian Solitons in Multicomponent Quantum Hall Systems2003

    • 著者名/発表者名
      Z. F. Ezawa, G. Tsitsishvili, K. Haseb
    • 雑誌名

      Physical Review B 67

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [図書] Quantum Hall Effects -- Field Theoretical Approach and Related Topics, 2^<nd> Edition2007

    • 著者名/発表者名
      Z. F. Ezawa
    • 総ページ数
      740
    • 出版者
      World Scientific
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Z.F.Ezawa: "Noncommutative Geometry, Extended W_∞ Algebra and Grassmannian Solitons in Multicomponent Quantum Hall Systems"Physical Review B. 67. 125314-125330 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] D.Terasawa: "Simultaneous Excitation of Spins and Pseudospins in the Bilayer ν=1 Quantum Hall State"Physica E. 印刷中. (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] N.Kumada: "Effects of In-plane Magnetic Fields on Spin Transitions in Bilayer Quantum Hall States"Physica E. 印刷中. (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] N.Kumada: "Study of interactions between composite fermions by a comparison of integer and fractional quantum Hall states in bilayer systems"Physical Review B. 印刷中. (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] N.Kumada: "Phase diagram of interacting composite fermions in the bilayer ν = 2/3 quantum Hall effect"Phys.Rev. Lett.. 89. 116802-116806 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hasebe: "Grassmannian fields and doubly enhanced excitations in the bilayer quantum Hall system at ν = 2"Phys.Rev. B. 66. 155318-155330 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] A.Sawada: "Continuous transformation from spin-to pseudospin-type excitation"Physica E. (印刷中). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Z.F.Ezawa: "Noncommutative Geometry, Extended W_∞ Algebra and Grassmannian Solitons in Multicomponent Quantum Hall Systems"Phys.Rev. B. (印刷中). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Maeda: "Progress of theoretical physics, Kyoto"Progress of theoretical physics, Supplement, Proceedings of the International Workshop on Noncommutative Geometry and String theory. 201 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] N.Kumada: "Preferred number of flipped spins in skyrmion excitation"Physica B. 298. 169-172 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Z.F.Ezawa: "Interlayer exchange interactions, SU(4) soft waves and skyrmions in bi-layer quantum Hall systems"Phys. Rev. B. 65. 075311-075322 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Z.F.Ezawa: "SU(4) quantum coherence and interlayer tunneling in bilayer quantum Hall systems"Physica E. (印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] N.Kumada: "Various phase transitions in ν = 2/3 bilayer quantum Hall states"Physica B. (印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Z.F.Ezawa: "Integer and fractional quantum Hall effects in Bilayer Electron Systems"J. Phys. Chemi. Solids. (印刷中). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2018-03-28  

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