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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

研究課題

研究課題/領域番号 13F03317
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理(理論)
研究機関京都大学

研究代表者

高柳 匡  京都大学, 基礎物理学研究所, 教授 (10432353)

研究分担者 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
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
2015年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
2014年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2013年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
キーワードゲージ重力対応 / 量子エンタングルメント / 超弦理論 / 共形場理論 / AdS/CFT対応
研究実績の概要

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。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件、 招待講演 8件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] 北京大学/理論物理学研究所(中国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Notes on Entanglement Entropy in String Theory2015

    • 著者名/発表者名
      Song He, Tokiro Numasawa, Tadashi Takayanagi, Kento Watanabe
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 5 号: 5 ページ: 1-27

    • DOI

      10.1007/jhep05(2015)106

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Entanglement Entropy for Descendent Local Operators in 2D CFTs2015

    • 著者名/発表者名
      B. Chen, W. Z. Guo, S. He and J. q. Wu,
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 1510 号: 10 ページ: 173-173

    • DOI

      10.1007/jhep10(2015)173

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Renyi entropy of locally excited states with thermal and boundary effect in 2D CFTs2015

    • 著者名/発表者名
      W. Z. Guo and S. He
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 1504 号: 4 ページ: 099-099

    • DOI

      10.1007/jhep04(2015)099

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Quantum dimension as entanglement entropy in two dimensional conformal field theories2014

    • 著者名/発表者名
      S. He, T. Numasawa, T. Takayanagi and K. Watanabe
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 90 号: 4 ページ: 041701-041701

    • DOI

      10.1103/physrevd.90.041701

    • NAID

      120005676650

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Entanglement Entropy in String Theory2015

    • 著者名/発表者名
      Song He
    • 学会等名
      Entanglement at Fudan
    • 発表場所
      Fudan大学、中国
    • 年月日
      2015-12-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Entanglement Entropy and Holography2015

    • 著者名/発表者名
      T. Takayanagi
    • 学会等名
      Ph.D. school in Niels Bohr Institue
    • 発表場所
      ニールスボーア研究所(デンマーク)
    • 年月日
      2015-10-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Entanglement Entropy of Locally Excited States2015

    • 著者名/発表者名
      T. Takayanagi
    • 学会等名
      Simons Symposium on Quantum Entanglement
    • 発表場所
      Rio Grande, Puerto Rico, USA
    • 年月日
      2015-03-15 – 2015-03-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Time Evolution of Entanglement Entropy for Locally Excited States2014

    • 著者名/発表者名
      T. Takayanagi
    • 学会等名
      NCTS Program on Topological Aspects of Quantum Matter
    • 発表場所
      Hsinchu, Taiwan
    • 年月日
      2014-12-08 – 2014-12-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Time evolution of entanglement entropy for local operator excitations in conformal Field Theories2014

    • 著者名/発表者名
      T. Takayanagi
    • 学会等名
      Conference on Non-equilibrium Phenomena in Condensed Matter and String Theory
    • 発表場所
      Trieste, Italy
    • 年月日
      2014-06-30 – 2014-07-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Quantum Entanglement and Local Operators2014

    • 著者名/発表者名
      T. Takayanagi
    • 学会等名
      Strings 2014
    • 発表場所
      Princeton, USA
    • 年月日
      2014-06-23 – 2014-07-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Time Evolution of Entanglement Entropy for Local Operator Excitations in Conformal Field Theories2014

    • 著者名/発表者名
      T. Takayanagi
    • 学会等名
      Aspen Winter Conference : New Perspectives on Thermalization : Condensed Matter, Quantum Information, QCD and String Theory
    • 発表場所
      アスペン研究所、米国
    • 年月日
      2014-03-17
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Entanglement Entropy and Spacetime2014

    • 著者名/発表者名
      T. Takayanagi
    • 学会等名
      Spring School on Superstring Theory and Related Topics
    • 発表場所
      ICTP, トリエステ, イタリア
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] 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

    • 著者名/発表者名
      高柳 匡
    • 総ページ数
      176
    • 出版者
      サイエンス社
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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