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テンソルネットワーク法による素粒子物理学の諸問題へのアプローチ

研究課題

研究課題/領域番号 17K05411
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
研究機関金沢大学

研究代表者

武田 真滋  金沢大学, 数物科学系, 准教授 (60577881)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードテンソルネットワーク / 符号問題 / 実時間経路積分 / テンソルくりこみ群 / 粗視化 / 有限密度系 / 格子超対称模型 / 射影打ち切り法 / 格子上の場の理論 / 相構造解析
研究成果の概要

本研究は、テンソルネットワーク法を素粒子物理学における諸モデルに適応し、特に「符号問題」のためにこれまで実現不可能だった第一原理計算の実行を目指したものである。具体的な成果としては、低次元系の格子超対称模型や有限密度系、さらには実時間系へ適応できることを実証した。その他にも、計算コスト削減アルゴリズムの開発も行い、将来行われるであろう大規模計算の土台を形成することができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来の計算素粒子物理学の分野では確率的要素を含むモンテカルロ法が広く用いられてきたが、複素数の作用を持つ系では確率解釈ができないため符号問題が生じてしまい信頼できる結果を得ることが困難であった。しかし、テンソルネットワーク法は決定論的な手法であることから符号問題とは無縁であることが知られている。本研究では、低次元系においてテンソルネットワーク法が符号問題のある様々な系に対して有用であることを実証した。今後は、より現実世界に近い理論にテンソルネットワークを適応し、最終的には4次元有限密度量子色力学を目指し中性子星内部のシミュレーションを行いたい。

報告書

(5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
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (10件) (うちオープンアクセス 10件、 査読あり 6件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 11件、 招待講演 5件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [雑誌論文] Investigation of Complex ?4 Theory at Finite Density in Two Dimensions Using TRG2020

    • 著者名/発表者名
      Kadoh Daisuke、Kuramashi Yoshinobu、Nakamura Yoshifumi、Sakai Ryo、Takeda Shinji、Yoshimura Yusuke
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 02 号: 2 ページ: 161-161

    • DOI

      10.1007/jhep02(2020)161

    • 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] Tensor network approach to real-time path integral2019

    • 著者名/発表者名
      Shinji Takeda
    • 雑誌名

      Proceedings of Sciences (Lattice 2019)

      巻: - ページ: 033-033

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Tensor network analysis of critical coupling in two dimensional φ4 theory2019

    • 著者名/発表者名
      R. Sakai, D. Kadoh, Y. Kuramashi, Y. Nakamura, S. Takeda and Y. Yoshimura
    • 雑誌名

      JHEP

      巻: 未定

    • 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] Tensor renormalization group algorithms with a projective truncation method2019

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Yoshifumi、Oba Hideaki、Takeda Shinji
    • 雑誌名

      Physical Review B

      巻: 99 号: 15 ページ: 155101-155101

    • DOI

      10.1103/physrevb.99.155101

    • 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] Tensor network study of two dimensional lattice phi^4 theory2018

    • 著者名/発表者名
      R. Sakai, D. Kadoh, Y. Kuramashi, Y. Nakamura, S. Takeda and Y. Yoshimura
    • 雑誌名

      Proceedings of Science

      巻: -

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Tensor network formulation for two-dimensional lattice N2018

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Kadoh, Yoshinobu Kuramashi, Yoshifumi Nakamura, Ryo Sakai, Shinji Takeda, Yusuke Yoshimura
    • 雑誌名

      JHEP 1803 (2018) 141

      巻: 1803 号: 3 ページ: 141-141

    • DOI

      10.1007/jhep03(2018)141

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Loop-TNR analysis of CP(1) model with theta term2018

    • 著者名/発表者名
      Kawauchi, Hikaru and Takeda, Shinji
    • 雑誌名

      EPJ Web Conf.

      巻: 175 ページ: 11015-11015

    • DOI

      10.1051/epjconf/201817511015

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Application of tensor network method to two dimensional lattice N=1 Wess-Zumino model2018

    • 著者名/発表者名
      Sakai, Ryo and Kadoh, Daisuke and Kuramashi, Yoshinobu and Nakamura, Yoshifumi and Takeda, Shinji and Yoshimura
    • 雑誌名

      EPJ Web Conf.

      巻: 175 ページ: 11019-11019

    • DOI

      10.1051/epjconf/201817511019

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Calculation of fermionic Green functions with Grassmann higher-order tensor renormalization group2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshimura, Yusuke and Kuramashi, Yoshinobu and Nakamura, Yoshifumi and Takeda, Shinji and Sakai, Ryo
    • 雑誌名

      Physical review D

      巻: D97 号: 5 ページ: 054511-054511

    • DOI

      10.1103/physrevd.97.054511

    • NAID

      120007133944

    • 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
  • [雑誌論文] Higher-order tensor renormalization group for relativistic fermion systems2017

    • 著者名/発表者名
      Sakai Ryo、Takeda Shinji、Yoshimura Yusuke
    • 雑誌名

      PTEP

      巻: 2017 号: 6

    • DOI

      10.1093/ptep/ptx080

    • 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
  • [学会発表] 実スカラー場理論における実時間相関関数の非摂動的計算手法2021

    • 著者名/発表者名
      武田真滋
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会(2021年)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 三つ組第二テンソルくりこみ群2021

    • 著者名/発表者名
      大羽秀明
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会(2021年)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Triad second renormalization group2021

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Oba
    • 学会等名
      The 3rd R-CCS international symposium
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Triad second renormalization group2020

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Oba
    • 学会等名
      Frontiers of Computational Physics from meV to MeV
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] テンソルネットワーク法による1+1次元格子φ4理論の実時間経路積分の計算2020

    • 著者名/発表者名
      武田真滋
    • 学会等名
      日本物理学会第75回年次大会(2020年)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Tensor Network Approach to CP(N-1) model2020

    • 著者名/発表者名
      Shinji Takeda
    • 学会等名
      CP^N model: recent developments and future directions
    • 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] 場の理論の実時間経路積分をテンソルネットワーク法で計算できるのか?2019

    • 著者名/発表者名
      武田真滋
    • 学会等名
      青木愼也教授還暦記念研究会「場の理論における非摂動的手法と素粒子物理学への応用」
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] テンソルネットワーク法による実時間経路積分の計算2019

    • 著者名/発表者名
      武田真滋
    • 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] Tensor network approach to real-time path integral2019

    • 著者名/発表者名
      Shinji Takeda
    • 学会等名
      Lattice 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tensor Network Approach to Real-Time Path Integral2019

    • 著者名/発表者名
      Shinji Takeda
    • 学会等名
      Frontiers in Lattice QCD and related topics
    • 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] Tensor Renormalization Group Algorithms with Projective Truncation Method2018

    • 著者名/発表者名
      Hideaki Oba
    • 学会等名
      Tensor Network States: Algorithms and Applications (TNSAA) 2018-2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 射影打ち切りテンソルくりこみ群を用い二次元イジング模型の自発磁化計算2018

    • 著者名/発表者名
      大羽 秀明
    • 学会等名
      2018 年度日本物理学会北陸支部定例学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Elementary Particle Physics2018

    • 著者名/発表者名
      Shinji Takeda
    • 学会等名
      Kanazawa U. & Kazan F.U. Joint Symposium on Physics
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tensor network approach to quantum field2018

    • 著者名/発表者名
      Shinji Takeda
    • 学会等名
      5th Joint Meeting of the APS Division of Nuclear Physics and JPS
    • 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] テンソルネットワーク入門2018

    • 著者名/発表者名
      武田 真滋
    • 学会等名
      第23回新潟山形合宿
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 射影打ち切り法によるテンソルくりこみ群アルゴリズムの計算コスト削減2018

    • 著者名/発表者名
      武田 真滋
    • 学会等名
      第73回日本物理学会春季年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 射影打ち切りテンソルくりこみ群を用い二次元イジング模型の自発磁化計算2018

    • 著者名/発表者名
      大羽 秀明
    • 学会等名
      第73回日本物理学会春季年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 2次元格子N=1Wess-Zumino模型のテンソルネットワーク形式:超対称性の相構造2018

    • 著者名/発表者名
      坂井 涼
    • 学会等名
      第73回日本物理学会春季年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Application of tensor network method to two dimensional lattice N=1 Wess-Zumino model2017

    • 著者名/発表者名
      坂井 涼
    • 学会等名
      35th international symposium on lattice field theory
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Grassmann higher order tensor renormalization group2017

    • 著者名/発表者名
      吉村 友佑
    • 学会等名
      35th international symposium on lattice field theory
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Loop-TNR analysis of CP(1) model with theta term2017

    • 著者名/発表者名
      河内 比花留
    • 学会等名
      35th international symposium on lattice field theory
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] テンソルくりこみ群による2次元格子N=1Wess-Zumino模型の相構造解析2017

    • 著者名/発表者名
      坂井 涼
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Grassmannテンソルくりこみ群によるGreen関数の計算2017

    • 著者名/発表者名
      吉村 友佑
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] テンソルネットワークくりこみを用いた臨界点近傍の解析2017

    • 著者名/発表者名
      河内 比花留
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] Frontiers of Computational Physics from meV to MeV2020

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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