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弦の構成的定式化に基づく標準模型とプランクスケール物理の統合

研究課題

研究課題/領域番号 16K05322
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
研究機関京都大学

研究代表者

川合 光  京都大学, 理学研究科, 教授 (80211176)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
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: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード素粒子 / 量子重力 / 弦理論 / 標準模型 / プランクスケール / 行列模型 / 自然性問題 / マルチバース / マルティバース / ブラックホール / Higgsインフレーション / ヒグスインフレーション / 自然性 / 時空のトポロジー / 砂漠 / ヒグスポテンシャル / 最大エントロピー原理 / IIB行列模型 / 時空の創発 / ヒグス場 / インフレーション / 構成的定式化 / プランクスケール物理
研究成果の概要

以下の3項目のそれぞれについて発展があり、計15篇の論文として公表した。ⅰ)川名、柳生、濱田、尾田氏との共同研究において、プランクスケールまで矛盾がないような標準模型の修正の可能性を論じた。ⅱ)春名、川名両氏との共同研究において、マルティバースによる自然性問題の解消を拡張して、電弱スケールがプランクスケールから非摂動的に得られる可能性を示した。ⅲ)Ho,横倉両氏との共同研究において、ブラックホールの水平線近傍での場の相互作用を調べ、古典的な等価原理が量子論の極限としては得られないことを示した。これは、古典重力と量子重力の本質的な違いがどのようなものであるかを理解する一歩となると思われる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

超弦理論に基づいた統一理論の研究がはじまって40年近くが経つが、未だに素粒子物理学の根幹をなす基本理論には至っていない。一方、LHC による Higgs 粒子の発見と、TeV 領域において超対称性等の新現象が存在しないことの発見は、素粒子物理学がこれまでの考え方に捉われない新たな方向性を模索する時代へ入ったことを示している。それとともに標準模型では説明不可能な現象や、標準的な場の理論の考え方では理解できない問題も存在する。現在われわれの手中にある実験結果の意味を深く考察し、場の理論のダイナミクスや量子重力・弦理論とのつながりを再検討することが、次世代の科学を築いていく手掛かりとなる。

報告書

(7件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 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
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (17件) (うち国際共著 8件、 査読あり 17件、 オープンアクセス 17件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 11件、 招待講演 14件)

  • [雑誌論文] Interior metric of slowly formed black holes in a heat bath2022

    • 著者名/発表者名
      Kawai Hikaru、Yokokura Yuki
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 105 号: 4 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1103/physrevd.105.045017

    • 関連する報告書
      2021 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] Planckian physics comes into play at Planckian distance from horizon2022

    • 著者名/発表者名
      Ho Pei-Ming、Kawai Hikaru、Yokokura Yuki
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2022 号: 1 ページ: 1-22

    • DOI

      10.1007/jhep01(2022)019

    • 関連する報告書
      2021 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] Minimal scenario of criticality for electroweak scale, neutrino masses, dark matter, and inflation2021

    • 著者名/発表者名
      Hamada Yuta、Kawai Hikaru、Kawana Kiyoharu、Oda Kin-ya、Yagyu Kei
    • 雑誌名

      The European Physical Journal C

      巻: 81 号: 11 ページ: 962-979

    • DOI

      10.1140/epjc/s10052-021-09735-z

    • 関連する報告書
      2021 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 multicritical point principle as the origin of classical conformality and its generalizations2021

    • 著者名/発表者名
      Kawai Hikaru、Kawana Kiyoharu
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2022 号: 1 ページ: 1-19

    • DOI

      10.1093/ptep/ptab161

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dark matter in minimal dimensional transmutation with multicritical-point principle2021

    • 著者名/発表者名
      Hamada Yuta、Kawai Hikaru、Oda Kin-ya、Yagyu Kei
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2021 号: 1 ページ: 1-31

    • DOI

      10.1007/jhep01(2021)087

    • NAID

      120006959189

    • 関連する報告書
      2020 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] Black Hole as a Quantum Field Configuration2020

    • 著者名/発表者名
      Kawai Hikaru、Yokokura Yuki
    • 雑誌名

      Universe

      巻: 6 号: 6 ページ: 1-70

    • DOI

      10.3390/universe6060077

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Large N analysis of $$ T\overline{T} $$-deformation and unavoidable negative-norm states2020

    • 著者名/発表者名
      Haruna Junichi、Ishii Takaaki、Kawai Hikaru、Sakai Katsuta、Yoshida Kentaroh
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2020 号: 4 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1007/jhep04(2020)127

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Weak scale from Planck scale: Mass scale generation in a classically conformal two-scalar system2020

    • 著者名/発表者名
      Junichi Haruna, Hikaru Kawai
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: Volime 2020, Issue 3 号: 3 ページ: 1-41

    • DOI

      10.1093/ptep/ptz165

    • NAID

      120006822570

    • 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] Cosmological implications of Standard Model criticality and Higgs inflation2020

    • 著者名/発表者名
      Yuta Hamada, Hikaru Kawai, Yukari Nakanishi, Kin-ya Oda
    • 雑誌名

      Nuclear Physics

      巻: B953 ページ: 1-31

    • DOI

      10.1016/j.nuclphysb.2020.114946

    • NAID

      120006959182

    • 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] Back Reaction of 4D Conformal Fields on Static Geometry2018

    • 著者名/発表者名
      Pei-Ming Ho, Hikaru Kawai, Yoshinori Matsuo, Yuki Yokokura
    • 雑誌名

      JHEP

      巻: 1811 号: 11 ページ: 056-056

    • DOI

      10.1007/jhep11(2018)056

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Universality of soft theorem from locality of soft vertex operators2018

    • 著者名/発表者名
      Sho Higuchi, Hikaru Kawai
    • 雑誌名

      Nucl. Phys.

      巻: B936 ページ: 400-447

    • DOI

      10.1016/j.nuclphysb.2018.09.024

    • NAID

      130007736883

    • 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] Axial U(1) current in Grabowska and Kaplan’s formulation2017

    • 著者名/発表者名
      Yu Hamada, Hikaru Kawai
    • 雑誌名

      PTEP

      巻: no.6, 号: 6

    • DOI

      10.1093/ptep/ptx086

    • NAID

      120006591361

    • 関連する報告書
      2017 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] A Model of Black Hole Evaporation and 4D Weyl Anomaly2017

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Kawai, Yuki Yokokura
    • 雑誌名

      Universe

      巻: 3(2) 号: 2 ページ: 51-51

    • DOI

      10.3390/universe3020051

    • NAID

      120006491914

    • 関連する報告書
      2017 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] A note on graviton exchange in the emergent gravity scenario2017

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Kawai, Kiyoharu Kawana, Katsuta Sakai
    • 雑誌名

      PTEP

      巻: no.4 号: 4

    • DOI

      10.1093/ptep/ptx036

    • 関連する報告書
      2017 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] Massive higher spin fields in curved spacetime and necessity of non-minimal couplings2016

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Fukuma, Hikaru Kawai, Katsuta Sakai and Junji Yamamoto
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 7 号: 7 ページ: 073B02-073B02

    • DOI

      10.1093/ptep/ptw080

    • NAID

      120005848261

    • 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
  • [雑誌論文] Models of the LHC diphoton excesses valid up to the Planck scale2016

    • 著者名/発表者名
      Yuta Hamada, Hikaru Kawai, Kiyoharu Kawana, Koji Tsumura
    • 雑誌名

      Phys.Rev. D

      巻: 94 号: 1 ページ: 014007-014007

    • DOI

      10.1103/physrevd.94.014007

    • 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
  • [雑誌論文] Reinterpretation of the Starobinsky model2016

    • 著者名/発表者名
      Takehiko Asaka, Satoshi Iso, Hikaru Kawai, Kazunori Kohri, Toshifumi Noumi, Takahiro Terada.
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: no.12 号: 12 ページ: 123E01-123E01

    • DOI

      10.1093/ptep/ptw161

    • 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
  • [学会発表] 2022 Taiwan Winter Interdisciplinary Theory Retreat2022

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Kawai
    • 学会等名
      2022 Taiwan Winter Interdisciplinary Theory Retreat
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Random geometry and naturalness2021

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Kawai
    • 学会等名
      CORFU2021: 21ST HELLENIC SCHOOL AND WORKSHOPS ON ELEMENTARY PARTICLE PHYSICS AND GRAVITY
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Towards Unification of Space-time and Matter - Problems and Prospects of the Matrix Model -2021

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Kawai
    • 学会等名
      Joint Physics Colloquia for NTU/AS/NTNU
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Revisiting trans Planckian problem in Hawking radiation2021

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Kawai
    • 学会等名
      NCTS ANNUAL THEORY MEETING
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Random geometry and naturalness2021

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Kawai
    • 学会等名
      Randomness, Integrability and Representation Theory in Quantum Field Theory 2021
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Quantum Gravity and Naturalness2020

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Kawai
    • 学会等名
      10th International Conference on Exact Renormalization Group 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Quantum Gravity and Naturalness2019

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Kawai
    • 学会等名
      Humboldt Kolleg Frontiers in Physics: From the Electroweak to the Planck Scales
    • 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] Quantum Gravity and Naturalness2019

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Kawai
    • 学会等名
      KEK Theory Workshop 2019
    • 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] Emergence of space-time from matrices2019

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Kawai
    • 学会等名
      Space Time Matrices
    • 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] Problems and prospects of the IIB matrix model2018

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Kawai
    • 学会等名
      Matrix Models for Noncommutative Geometry and String Theory
    • 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] Multiverse Partition function and Maximum Entropy Principle2018

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Kawai
    • 学会等名
      KEK Theory Workshop 2018
    • 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] Universal Non-Perturbative Effect in Quantum Gravity / String Theory2018

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Kawai
    • 学会等名
      Non-Perturbative Methods in Field Theory and String Theory
    • 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] Universal Non-Perturbative Effect in Quantum Gravity / String Theory2018

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Kawai
    • 学会等名
      International Symposium in Honor of Professor Nambu for the 10th Anniversary of his Nobel Prize in Physics
    • 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] Matrix models and quantum space-time2017

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Kawai
    • 学会等名
      Training School “Quantum Spacetime and Physics Models”
    • 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] Multi-local action and Higgs inflation2017

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Kawai
    • 学会等名
      KEK theory workshop 2017
    • 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] Emergence of space-time and the naturalness problem in matrix models2017

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Kawai
    • 学会等名
      International Workshop on Noncommutative geometry, Duality and Quantum Gravity
    • 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] A model of black hole evaporation and Weyl anomaly2016

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Kawai
    • 学会等名
      KEK theory workshop 2016
    • 発表場所
      高エネルギー加速器研究機構(つくば市)
    • 年月日
      2016-12-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] エネルギー運動量テンソルの量子論的構成とブラックホールの内部構造2016

    • 著者名/発表者名
      横倉祐貴, 川合光
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      宮崎大学(宮崎市)
    • 年月日
      2016-09-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 場の理論におけるcurved spacetime上のmassive higher spin粒子の定式化2016

    • 著者名/発表者名
      福間将文, 川合光, 酒井勝太, 山本順二
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      宮崎大学(宮崎市)
    • 年月日
      2016-09-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2023-01-30  

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