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ブラックホールの量子カオス的側面の研究

研究課題

研究課題/領域番号 17J01799
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理(理論)
研究機関大阪大学

研究代表者

沼澤 宙朗  大阪大学, 理学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードブラックホール / 共形場理論 / 量子カオス / 量子重力 / SYK模型 / 量子情報 / エンタングルメント / 複雑性 / AdS/CFT対応 / ランダム行列 / 境界状態 / SPT相
研究実績の概要

本年度は、まず2つの局所的な励起(局所クエンチ)を同時に起こした後の時間発展を、2次元共形場理論(2d CFT)において調べた。調べた物理量は、エネルギー密度の期待値およびエンタングルメント・エントロピーである。これらの量を2次元の自由ディラックフェルミオンCFTと,さらにはAdS/CFTで2重量子クエンチの重力双対を構成することでホログラフィックなCFTにおいて調べた。この設定では、ディラックCFTでもホログラフィックCFTでも2つの励起の和にはならず,相互作用があることがわかった。ただし,その振る舞いはCFTの詳細に依存し、得にホログラフィックCFTの場合はエネルギーもエンタングルメント・エントロピーも、2つの局所クエンチの和に比べて小さくなることがわかった。この事は、双対の重力は常に引力であることに起因する。
また、前年度に引き続き量子重力のトイ模型であるSachdev-Ye-Kitaev(SYK)模型の研究を行った。この模型は強結合かつ他自由度(ラージN)の極限でも解析的に解くことができ、一方で有限のN、結合定数の元で数値計算もでき、両者は相補的な手法を与える。まず、射影測定後の状態をハミルトニアンの変形でどのぐらいキープできるかという問題を考えた。数値計算を行った結果、ある程度初期状態をキープできることがわかったが、完全に保てるというわけでもないことも判明した。ハミルトニアンの変形としては質量項を加える変形を考えているが、このハミルトニアンの性質もラージN極限で調べた。相関関数の計算から質量ギャップの大きさを調べることもでき、質量項のパラメーターの非自明なべきとなり、与えた質量パラメータよりも小さくなることがわかった。また、射影測定後の状態と質量変形ハミルトニアンの基底状態における物理量を比べ、両者は非常に近い状態になっていることが判明した。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] McGill University(カナダ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] ICTP(イタリア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] McGill University(カナダ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] McGill University(Canada)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Global spacetime structure of compactified inflationary universe2019

    • 著者名/発表者名
      Numasawa Tokiro、Yoshida Daisuke
    • 雑誌名

      Classical and Quantum Gravity

      巻: 36 号: 19 ページ: 195003-195003

    • DOI

      10.1088/1361-6382/ab38ed

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Late time quantum chaos of pure states in random matrices and in the Sachdev-Ye-Kitaev model2019

    • 著者名/発表者名
      Numasawa Tokiro
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 100 号: 12 ページ: 018-018

    • DOI

      10.1103/physrevd.100.126017

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Double local quenches in 2D CFTs and gravitational force2019

    • 著者名/発表者名
      Caputa Pawel、Numasawa Tokiro、Shimaji Teppei、Takayanagi Tadashi、Wei Zixia
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2019 号: 9 ページ: 018-018

    • DOI

      10.1007/jhep09(2019)018

    • NAID

      120006773946

    • 関連する報告書
      2019 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] 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 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Late time quantum chaos of pure states in the SYK model2019

    • 著者名/発表者名
      T.Numasawa
    • 学会等名
      Quantum Information and String Theory 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Late time quantum chaos of pure states in the SYK model2019

    • 著者名/発表者名
      T.Numasawa
    • 学会等名
      Strings 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Black Hole Microstate from the mass deformations in the SYK model ''2019

    • 著者名/発表者名
      T.Numasawa
    • 学会等名
      It from Qubit Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Holographic Complexity for Product states2018

    • 著者名/発表者名
      T.Numasawa
    • 学会等名
      Entanglement in Quantum systems
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Holographic Complexity for Product states2018

    • 著者名/発表者名
      T.Numasawa
    • 学会等名
      New Frontier in String Theory
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mixed Global anomalies and boundary conformal field theories2018

    • 著者名/発表者名
      T.Numasawa
    • 学会等名
      Symmetry and Topology in condensed matter physics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mixed Global Anomaly and Boundary Conformal Field Theory2017

    • 著者名/発表者名
      Tokiro Numasawa
    • 学会等名
      It from Qubit annual meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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