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曲がった時空、境界のある時空の物理から見る、超弦理論の特異な性質

研究課題

研究課題/領域番号 15K05054
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
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

山口 哲  大阪大学, 理学研究科, 准教授 (90570672)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード場の理論 / 対称性 / アノマリー / 指数定理 / 弦理論 / 共形場理論 / 境界 / 欠陥 / 超対称性
研究成果の概要

曲がった背景や境界、defectの入った場の理論に関して研究を行い、そのような場の理論に関する性質を理解した。defectの入った共形場理論に最近開発された新しい手法を適用し、その手法がdefectがある場合においても有用だということを示した。境界のある空間に関する数学であるAPS指数定理の研究も行い、数学としても意味がある新たな定理を証明した。さらに、それらから得た知見を応用し、強結合のゲージ理論の解析を行い、これまで知られていなかった新しいエキゾチックな相を発見した。また、最近のホット・トピックであるフラクトンの研究も行い、様々な成果を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

我々の世界は、どのような法則で記述されるのか、というのが物理学が問いかけてきた疑問です。素粒子の理論を記述するための「場の理論」や重力を含む「超弦理論」は、そのような理論であると考えられています。しかし、これらの理論はその大部分が完全には解けません。したがって、これらが本当に我々の世界を記述しているか確かめるためには、解けないものの性質をなんとかして調べる必要があるわけです。我々の研究は、その手法として曲がった時空や境界、defectなどを考えるという手段を用いて調べました。成果として、解析に必要な数学の定理を発見したり、従来の方法では分からなかったような場の理論の性質が分かったりしました。

報告書

(7件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 3件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 8件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 9件、 招待講演 6件)

  • [雑誌論文] Supersymmetric quantum field theory with exotic symmetry in 3+1 dimensions and fermionic fracton phases2021

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Yamaguchi
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 未定

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Atiyah-Patodi-Singer index on a lattice2020

    • 著者名/発表者名
      Hidenori Fukaya, Naoki Kawai, Yoshiyuki Matsuki, Makito Mori, Katsumasa Nakayama, Tetsuya Onogi, Satoshi Yamaguchi
    • 雑誌名

      PTEP

      巻: 4 号: 4 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1093/ptep/ptaa031

    • 関連する報告書
      2020 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] The Atiyah-Patodi-Singer Index and Domain-Wall Fermion Dirac Operators2020

    • 著者名/発表者名
      H. Fukaya, M. Furuta, S. Matsuo, T. Onogi, S. Yamaguchi and M. Yamashita
    • 雑誌名

      Communicatios in Mathematical Physics

      巻: 380 号: 3 ページ: 1295-1311

    • DOI

      10.1007/s00220-020-03806-0

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Thouless-Kohmoto-Nightingale-den Nijs formula for a general Hamiltonian2020

    • 著者名/発表者名
      Fukaya Hidenori、Onogi Tetsuya、Yamaguchi Satoshi、Wu Xi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 101 号: 7 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1103/physrevd.101.074507

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The Atiyah-Patodi-Singer index and domain-wall fermion Dirac operators2020

    • 著者名/発表者名
      H. Fukaya, M. Furuta, S. Matsuo, T. Onogi, S. Yamaguchi, M. Yamashita
    • 雑誌名

      Communications in Mathematical Physics

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Atiyah-Patodi-Singer index on a lattice2020

    • 著者名/発表者名
      Hidenori Fukaya, Naoki Kawai, Yoshiyuki Matsuki, Makito Mori, Katsumasa Nakayama
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ’t Hooft anomaly matching condition and chiral symmetry breaking without bilinear condensate2019

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Satoshi
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2019 号: 1

    • DOI

      10.1007/jhep01(2019)014

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mixed global anomalies and boundary conformal field theories2018

    • 著者名/発表者名
      Numasawa Tokiro、Yamaguch Satoshi
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2018 号: 11 ページ: 1-26

    • DOI

      10.1007/jhep11(2018)202

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Atiyah-Patodi-Singer index from the domain-wall fermion Dirac operator2017

    • 著者名/発表者名
      Fukaya Hidenori、Onogi Tetsuya、Yamaguchi Satoshi
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 96 号: 12 ページ: 1-22

    • DOI

      10.1103/physrevd.96.125004

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The $\epsilon$-expansion of the codimension two twist defect from conformal field theory2016

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Yamaguchi
    • 雑誌名

      Prog. Theor. Exp. Phys.

      巻: 2016, 091B01 号: 9 ページ: 091B01-091B01

    • DOI

      10.1093/ptep/ptw115

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Atiyah-Patodi-Singer index from the domain-wall Dirac operator2021

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Yamaguchi
    • 学会等名
      Rikkyo MathPhys 2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ゲージ理論におけるフェルミオン4次の演算子の凝縮について2019

    • 著者名/発表者名
      山口哲
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Atiyah-Patodi-Singer index from the domain-wall Dirac operator2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Yamaguchi
    • 学会等名
      Mini-workshop on Symmetry and Interactions
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Defects in Conformal Field Theory2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Yamaguchi
    • 学会等名
      Quantum Math
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 't Hooft アノマリー整合条件とフェルミオン双線形凝縮のないカイラル対称性の破れ2019

    • 著者名/発表者名
      山口 哲
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Atiyah-Patodi-Singer index from the domain-wall fermion Dirac operator2018

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Yamaguchi
    • 学会等名
      Strings 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Codimension two twist defects in Wilson-Fisher theories2017

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Yamaguchi
    • 学会等名
      Progress in Quantum Field Theory and String Theory II
    • 発表場所
      大阪市立大学
    • 年月日
      2017-03-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Codimension 2 twist defects in Wilson-Fisher theories2017

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Yamaguchi
    • 学会等名
      Holography, Quantum Entanglement and Higher Spin Gravity
    • 発表場所
      基礎物理学研究所
    • 年月日
      2017-02-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Mixed global anomalies and boundary conformal field theories2017

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Yamaguchi
    • 学会等名
      Bootstrap Approach to Conformal Field Theories and Applications
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Two dimensional superconformal field theories from Riemann surfaces with Boundary2015

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Yamaguchi
    • 学会等名
      KIAS-YITP Joint Workshp, Geometry in Gauge Theories and String Theory
    • 発表場所
      KIAS, Seoul, Korea
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Two dimensional superconformal field theories from Riemann surfaces with Boundary2015

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Yamaguchi
    • 学会等名
      Strings 2015
    • 発表場所
      ICTS-TIFR, Bengaluru, India
    • 年月日
      2015-06-22
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2022-01-27  

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