| 研究課題/領域番号 |
13640277
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
二宮 正夫 京都大学, 基礎物理学研究所, 教授 (40198536)
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| 研究分担者 |
川合 光 京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (80211176)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2004
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| 研究課題ステータス |
完了 (2004年度)
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| 配分額 *注記 |
3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
2004年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2003年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2002年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2001年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
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| キーワード | 超弦理論 / 弦の場の理論 / 場の量子論 / 真空構造 / ディラックの海 / 非摂動的研究 / プレビッグバン / サイクリックユニバース / プレビッグバン理論 / サイクリック・ユニバース / 場の理論 / 超弦の場の理論 / ブレーン / ゲージ理論 / 超弦の行列模型 / 非摂動的方法 / 超弦 |
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| 研究概要 |
本研究において、研究代表者の二宮はボルガー・B.ニールセン氏(デンマーク国立コペンハーゲン大学ニールス・ボーア研究所、教授)と共同で超弦の生成・消滅を記述できる新しい弦の場の理論を提唱した。これは弦のright-movingとleft-movingモードを基本構成要素として場の理論を作ったものである。
この研究の進展の過程において、ボソンの第二量子化における長年未解決の問題;フェルミオンは真空として負エネルギーの海(Dirac sea)を有するのに、一方ボソンにはこの海を構成できないという、場の量子論の未解決の難問に対する解答として、ボソンの海を構成する新しい量子化の方法を与えた。更にPostdoctral Fellowの羽原由修君の参加を得て、超対称性を用いることによってボソンの海を構成した。この量子化の方法を超弦理論に用いて新しい超弦の場の理論を構成しつつある。
宇宙背景輻射等の精密観測衛星WMAPによる2003年以降の精密データに触発され、二宮は研究分担者の川合と物理教室の福間の協力を得て、今後精密科学として発展するであろう初期宇宙の理論として、宇宙誕生から10^<-44>秒後までの、いわゆるプレビッグバン理論を超弦理論の観点から構成することができた。この理論は超弦理論の基本的事項、つまり最小長さの存在、最高温度(ハゲドロン温度)の存在及び最小曲率の存在の仮定だけから作り上げたものである。エントロピーを計算することによって、宇宙誕生以来ビッグクランチ、ビッグバンを繰り返すことによって宇宙のエントロピーが増加し、ついには今日観測される巨大な値を持つ宇宙に成長していくというものである。我々の試算では現在の宇宙は宇宙誕生以来約35〜45世代目のものであり、インフレーション的膨張期にあることが導出できる。
我々のモデルの特徴の一つは宇宙のインフレーション的膨張に、通常のインフレーション理論には不可欠の仮想的ボソン粒子のインフラトンを必要としないことである。
研究分担者の川合は、彼自身が提唱した行列理論による超弦理論の非摂動的定式化に基づき理論のユニバーサリティーを詳細に研究した。また、行列理論におけるファジーなトーラスの性質を分析した。特に興味深いのは、この理論においては格子場の理論におけるダブリング問題(いわゆるニールセン・二宮の定理)が解決できる可能性を示したことである。
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