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超弦理論による、物質絶縁破壊と真空崩壊、そして乱流と熱化の研究

研究課題

研究課題/領域番号 15H03658
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関大阪大学

研究代表者

橋本 幸士  大阪大学, 理学研究科, 教授 (80345074)

研究分担者 村田 佳樹  慶應義塾大学, 商学部(日吉), 助教 (00707804)
岡 隆史  大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 研究員 (50421847)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
15,470千円 (直接経費: 11,900千円、間接経費: 3,570千円)
2017年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
2016年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2015年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード超弦理論 / 乱流 / ホログラフィー原理 / Dブレーン / 電場応答 / ブラックホール / 動的ダイナミクス / 非平衡物理 / 物性物理 / 素粒子(理論)
研究成果の概要

強結合の場の量子論が有限温度に置かれた際の一般的な重力双対はブラックホール時空となり、この双対性を用いた、重力側での時間発展についてのダイナミクスを、ブラックホール時空の特殊な性質の現れとして研究を行なった。主に、次の三つの研究テーマにおける独自のアプローチが成功し、査読付き論文として発表し、それらを世界各国で研究成果発表した。 (1)フロッケワイル半金属とフロッケディラック半金属の重力双対における動的な伝導度の導出。 (2)量子力学における非時間順序積。 (3)重力ブラックホール時空内の事象の地平面近傍のカオス。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ミクロの物質系は、量子力学(場の量子論)を用いて理論的に記述されているが、粒子同士が強く相互作用する場合では、電気伝導度などの物理量の計算は困難が伴う。外から印加する電場が周期的に時間依存する場合(フロッケ状態と呼ぶ)は、時間変化する中での計算を実施する必要があり、量子効果が一般にどのようになるかはわかっていない。本研究では、強く相互作用する量子系が、ある場合には古典重力系と等価になるというホログラフィー原理を用い、重力側で古典的な計算を行うことで、物理量を計算した。例えば、フロッケのワイル半金属での伝導度には、電場に直交する向きの電流が流れることなどを示し、新しい物質の減少を明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2018 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 1件、 査読あり 10件、 謝辞記載あり 4件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 13件、 招待講演 16件)

  • [国際共同研究] カリフォルニア工科大学(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] ペリメタ研究所(カナダ)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] 台湾国立理論物理学研究所(NCTS)(中国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Max Planck Institute, Dresden(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Holographic Floquet states II: Floquet condensation of vector mesons in nonequilibrium phase diagram2018

    • 著者名/発表者名
      Kinoshita Shunichiro、Murata Keiju、Oka Takashi
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2018 号: 6 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1007/jhep06(2018)096

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Holographic Floquet states I: a strongly coupled Weyl semimetal2017

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Koji,Kinoshita Shunichiro,Murata Keiju,Oka Takashi
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2017 号: 5 ページ: 127-127

    • DOI

      10.1007/jhep05(2017)127

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Edge states at an intersection of edges of a topological material2017

    • 著者名/発表者名
      Koji Hashimoto, Xi Wu, Taro Kimura
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 95 号: 16 ページ: 165443-165443

    • DOI

      10.1103/physrevb.95.165443

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Out-of-time-order correlators in quantum mechanics2017

    • 著者名/発表者名
      K.Hashimoto, K.Murata,R.Yoshii
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 10 号: 10 ページ: 138-138

    • DOI

      10.1007/jhep10(2017)138

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Wave propagation and shock formation in the most general scalar-tensor theories2017

    • 著者名/発表者名
      Tanahashi Norihiro、Ohashi Seiju
    • 雑誌名

      Classical and Quantum Gravity

      巻: 34 号: 21 ページ: 215003-215003

    • DOI

      10.1088/1361-6382/aa85fb

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fast scrambling in holographic Einstein-Podolsky-Rosen pair2017

    • 著者名/発表者名
      Murata Keiju
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2017 号: 11 ページ: 049-049

    • DOI

      10.1007/jhep11(2017)049

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Universality in Chaos of Particle Motion near Black Hole Horizon2016

    • 著者名/発表者名
      Koji Hashimoto, Norihiro Tanahashi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 95 号: 2 ページ: 024007-024007

    • DOI

      10.1103/physrevd.95.024007

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Topological Number of Edge States2016

    • 著者名/発表者名
      K. Hashimoto, T. Kimura
    • 雑誌名

      Phys. Rev. B

      巻: 93 号: 19 ページ: 195166-195166

    • DOI

      10.1103/physrevb.93.195166

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Conic D-branes2015

    • 著者名/発表者名
      K. Hashimoto, S.Kinoshita and K.Murata
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2015 号: 8 ページ: 083B04-083B04

    • DOI

      10.1093/ptep/ptv105

    • 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 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Universal Turbulence on Branes in Holography2015

    • 著者名/発表者名
      K. Hashimoto, M. Nishida and A.Sonoda
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 1508 号: 8 ページ: 1351-28

    • DOI

      10.1007/jhep08(2015)135

    • 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 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Separability of Maxwell equation in rotating black hole spacetime and its geometric aspects2018

    • 著者名/発表者名
      Norihiro Tanahashi
    • 学会等名
      The 11th MSJ-SI The Role of Metrics in the Theory of Partial Differential Equations
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Separability of Maxwell equation in rotating black hole spacetime and its geometric aspects2018

    • 著者名/発表者名
      Norihiro Tanahashi
    • 学会等名
      Workshop "Essential next steps for gravity and cosmology"
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ブラックホール時空で運動する弦のカオスの普遍性2018

    • 著者名/発表者名
      棚橋典大
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会、東京理科大学
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Holographic Floquet Weyl semimetal2018

    • 著者名/発表者名
      Keiju Murata
    • 学会等名
      15th workshop on Non-Perturbative QCD
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Out-of-time-order correlatorでカオスは測れるか?2018

    • 著者名/発表者名
      Keiju Murata
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Wave Propagation and Shock Formation in the Most General Scalar-Tensor Theory2017

    • 著者名/発表者名
      Norihiro Tanahashi
    • 学会等名
      Ninth Aegean Summer School, Sifnos Cultural Center
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Universality in Chaos of Particle and String Motions near Black Hole Horizon2017

    • 著者名/発表者名
      Norihiro Tanahashi
    • 学会等名
      The 3rd Karl Schwarzschild Meeting, Frankfurt Institute for Advanced Studies
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 「ブラックホール時空で運動する弦のカオスの普遍性」2017

    • 著者名/発表者名
      棚橋典大
    • 学会等名
      宇宙物理・重力コロキウム、大阪市立大学
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ブラックホール時空で運動する弦のカオスの普遍性2017

    • 著者名/発表者名
      棚橋典大
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会、宇都宮大学
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ブラックホール地平面における粒子と弦の運動のカオス2017

    • 著者名/発表者名
      棚橋典大
    • 学会等名
      京都大学基礎物理学研究所・研究会 「熱場の量子論とその応用」、京都大学
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Wave propagation and shock formation in the most general scalar-tensor theories2017

    • 著者名/発表者名
      棚橋典大
    • 学会等名
      理論物理学コロキウム、立教大学
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Fate of chaotic strings in a confining geometry2017

    • 著者名/発表者名
      Keiju Murata
    • 学会等名
      Gravitational Dynamics and Black Holes
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fast scrambling in holographic Einstein-Podolsky-Rosen pair2017

    • 著者名/発表者名
      Keiju Murata
    • 学会等名
      IPMU-KIAS-Kyunghee U. joint workshop
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 量子カオスとブラックホール2017

    • 著者名/発表者名
      Keiju Murata
    • 学会等名
      量子カオスとホログラフィー
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 重力と乱流・カオス2017

    • 著者名/発表者名
      Keiju Murata
    • 学会等名
      非平衡物理の最前線 -素粒子・宇宙から物性まで-
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 量子力学のOTO2017

    • 著者名/発表者名
      Keiju Murata
    • 学会等名
      Workshop on OTO correlators
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Chaos and chiral condensate2017

    • 著者名/発表者名
      橋本幸士
    • 学会等名
      international workshop “Quantum gravity, string theory and holography”
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Gauge theories and Chaos2017

    • 著者名/発表者名
      橋本幸士
    • 学会等名
      KPS meeting, Korea, Daejeon convention center
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 「場の理論のカオスとブラックホール」2017

    • 著者名/発表者名
      橋本幸士
    • 学会等名
      「熱場の量子論」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 「カオス、クォーク、ブラックホール-AdS/CFT対応による新たな創発時空の特徴づけについて」2017

    • 著者名/発表者名
      橋本幸士
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Complexity and AdS/CFT: quantum othello game2017

    • 著者名/発表者名
      橋本幸士
    • 学会等名
      台湾理論科学センター年次研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Edge states and D-branes2016

    • 著者名/発表者名
      Koji Hashimoto
    • 学会等名
      “HOLOGRAPHY AND TOPOLOGY OF QUANTUM MATTER”
    • 発表場所
      APCTP, Korea
    • 年月日
      2016-08-22
    • 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] GRAVITY CHALLENGES STRONGLY CORRELATED MATTER: NON-EQUILIBRIUM PHASE DIAGRAM2016

    • 著者名/発表者名
      Koji Hashimoto
    • 学会等名
      INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON NEW HORIZONS IN CONDENSED MATTER PHYSICS
    • 発表場所
      東京大学
    • 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] Boundary conditions of Weyl semimetals2016

    • 著者名/発表者名
      Koji Hashimoto
    • 学会等名
      International symposium “BULK-EDGE CORRESPONDENCE 2016”
    • 発表場所
      京都大学
    • 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] Edge-of-edge states2016

    • 著者名/発表者名
      Koji Hashimoto
    • 学会等名
      Workshop “TOPOLOGICAL MATERIALS SCIENCE: INTENSIVE-INTERACTIVE MEETING”
    • 発表場所
      慶応義塾大学
    • 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] Conic D-branes2015

    • 著者名/発表者名
      橋本幸士, 木下俊一郎, 村田佳樹
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      大阪市立大学
    • 年月日
      2015-09-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ホログラフィックQCDにおけるAC電場への応答2015

    • 著者名/発表者名
      木下俊一郎, 橋本幸士, 村田佳樹, 岡隆史
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      大阪市立大学
    • 年月日
      2015-09-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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