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位相的ソリトンによるブレーンワールド模型の動的構築とブレーンダイナミクスの理解

研究課題

研究課題/領域番号 14F04750
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)
研究機関山形大学

研究代表者

衛藤 稔  山形大学, 理学部, 准教授 (50595361)

研究分担者 BLASCHKE FILIP  山形大学, 理学部, 外国人特別研究員
BLASCHKE Filip  山形大学, 理学部, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
2016年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2015年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2014年度: 300千円 (直接経費: 300千円)
キーワード位相的ソリトン / 余剰次元模型 / 統一理論 / 国際共同研究 チェコ / ブレーンワールド / 余剰次元 / トポロジカルソリトン / 国際交流研究 / チェコ / 国際研究交流
研究実績の概要

本研究では現在の素粒子標準模型では十分に説明できていない力や素粒子の統一、ゲージ階層性、時空の次元数などを説明するため、標準模型を超える模型を構築することである。標準模型を超える模型としてはこれまでに様々なものが詳細に調べられてきている。本研究では特に余剰次元模型として従来の模型と比較して不自然な仮定が少ない模型を構築するために、その具体例として5次元SU(5)ゲージ理論における位相的な安定性をもつドメインウォール解を詳細に調べた。ドメインウォールの世界体積は3+1次元であり、これが高次元時空の中にダイナミクスの結果として発現するが、このことは安定な3+1次元時空がダイナミカルに生成されることを示している。この模型の特徴はドメインウォールの存在、すなわち、3+1次元時空の発現が同時にゲージ群の破れを決定することにある。この模型には5つの平行なドメインウォールが存在し、その余剰次元方向の位置は解のモジュライとして自由に動かせるパラメータである。特に5つが3重と2重のドメインウォールに分裂したとき、3+1次元有効理論に現れるゲージ群は標準模型のゲージ群であるSU(3)xSU(2)xU(1)に一致する。こうして我々が提案した5次元SU(5)模型は、本来別物として考えられてきていた標準模型の拡張であるSU(5)大統一模型と余剰次元模型という概念を自然に統一することが分かった。また、ドメインウォールは0質量のカイラルフェルミオンを自然に局在化させ、また従来困難であったゲージ場の局在化もOhta-Sakai機構を通じて実現した。大統一理論で問題であった陽子の寿命の問題も余剰次元方向のフェルミオンの波動関数の重なり積分が指数関数的に小さくなることで陽子崩壊を抑制できることを明らかにした。この他、ブレーンワールドへの応用を視野に入れ、位相的ソリトンに関する基礎的研究を幾つか実施した。

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 5件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] シレジア大学(チェコ)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] ケント大学(英国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] モントリオール大学(カナダ)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Exact BPS domain walls at finite gauge coupling2017

    • 著者名/発表者名
      Filip Blaschke
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2017, 1 号: 1 ページ: 013B01-013B01

    • DOI

      10.1093/ptep/ptw168

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] BPS boojums in N=2 supersymmetric gauge theories I2017

    • 著者名/発表者名
      Masato Arai, Filip Blaschke, Minoru Eto
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2017 号: 3

    • DOI

      10.1093/ptep/ptx005

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] BPS Boojums in N=2 supersymmetric gauge theories II2017

    • 著者名/発表者名
      Masato Arai, Filip Blaschke, Minoru Eto
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2017, 3 号: 3

    • DOI

      10.1093/ptep/ptx007

    • 関連する報告書
      2016 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] Non-Abelian Gauge Field Localization on Walls and Geometric Higgs Mechanism2017

    • 著者名/発表者名
      Masato Arai, Filip Blaschke, Minoru Eto, Norisuke Sakai
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 印刷中 号: 5

    • DOI

      10.1093/ptep/ptx047

    • 関連する報告書
      2016 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] Head butting sheep: Kink Collisions in the Presence of False Vacua2016

    • 著者名/発表者名
      Jennifer Ashcroft, Minoru Eto, Mareike Haberichter, Muneto Nitta, M.B. Paranjape
    • 雑誌名

      J.Phys. A

      巻: 49 号: 36 ページ: 1-28

    • DOI

      10.1088/1751-8113/49/36/365203

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Stabilizing semilocal strings by polarization2016

    • 著者名/発表者名
      Minoru Eto, Muneto Nitta, Kohei Sakurai
    • 雑誌名

      JHEP

      巻: 1610 号: 10

    • DOI

      10.1007/jhep10(2016)048

    • 関連する報告書
      2016 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
  • [学会発表] Confinement of half-quantized vortices in coherently coupled Bose- Einstein condensates: Simulating quark confinement in QCD2017

    • 著者名/発表者名
      MINORU ETO
    • 学会等名
      Topological Science Workshop 2017
    • 発表場所
      慶応大学日吉キャンパス(神奈川県横浜市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 2成分ボーズ凝縮体を用いた量子色力学のダイナミクスのシミュレーション2017

    • 著者名/発表者名
      衛藤 稔
    • 学会等名
      日本物理学会 第72回 年次大会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス(大阪府豊中市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Exact Solutions to BPS solitons in the Higgs2016

    • 著者名/発表者名
      Filip Blaschke
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      東北学院大学
    • 年月日
      2016-03-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Geometric Higgs mechanism via domain walls2016

    • 著者名/発表者名
      Filip Blaschke
    • 学会等名
      日本物理学会 2016年秋季大会
    • 発表場所
      宮崎大学木花キャンパス(宮崎県宮崎市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] BPS Boojums in N=2 supersymmetric gauge theories2016

    • 著者名/発表者名
      Filip Blaschke
    • 学会等名
      Strings and Fields 2016
    • 発表場所
      京都大学基礎物理学研究所(京都府京都市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Partons in semilocal vortex2016

    • 著者名/発表者名
      衛藤 稔
    • 学会等名
      日本物理学会 2016 秋季大会
    • 発表場所
      宮崎大学木花キャンパス(宮崎県宮崎市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Topological solitons in dense QCD2016

    • 著者名/発表者名
      MINORU ETO
    • 学会等名
      Chiral matter 2016
    • 発表場所
      理化学研究所(埼玉県和光市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] BPS Boojums in N=2 supersymmetric gauge theories2016

    • 著者名/発表者名
      Filip Blaschke
    • 学会等名
      SUSY2016
    • 発表場所
      The University of Melbourne
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Exact BPS solitons in the Higgs phase2015

    • 著者名/発表者名
      Filip Blaschke
    • 学会等名
      北里大学理学部物理学科 量子物理学研究室 セミナー
    • 発表場所
      北里大学 理学部
    • 年月日
      2015-12-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Exact BPS solitons in the Higgs phase2015

    • 著者名/発表者名
      Filip Blaschke
    • 学会等名
      東京理科大学理工学部 物理学科 澤渡研究室 セミナー
    • 発表場所
      東京理科大学理工学部
    • 年月日
      2015-12-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] More on Boojum2015

    • 著者名/発表者名
      Filip Blaschke
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      大阪市立大学
    • 年月日
      2015-09-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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