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QCDの極限環境におけるアンダーソン局在と量子準位統計の探求

研究課題

研究課題/領域番号 17K05416
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
研究機関島根大学

研究代表者

望月 真祐  島根大学, 学術研究院理工学系, 准教授 (00362913)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードランダム行列 / 格子ゲージ理論 / 有限温度QCD / ヤーノシ密度 / トレイシー-ウィダム / SU(N)固有値密度 / Janossy密度 / ランダム行列理論 / ディラック固有値分布 / 有限密度 / カイラルランダム行列 / テクニカラー模型 / 有限温度 / カイラル対称性 / アンダーソン局在 / QCD / 準位統計
研究実績の概要

本研究の主題である有限温度での格子QCDの最近の進展により、ポリヤコフライン(虚時間方向のゲージ場のホロノミー)の固有値分布関数が系の諸相(閉じ込め相、クォークグルーオンプラズマ相、およびそれらの中間的な部分的閉じ込め相)を区別するオーダーパラメータになっていることが理解されてきた。このポリヤコフラインは(半単純群ではなく)単純群ないしアーベル群に対して定義されるが、ハール分布するSU(N)の固有値密度は(ハール分布するU(N)(円形ユニタリーランダム行列集団)の場合と対照的に)数値的な予想式が知られているのみであった。私はPTEP 2024, 021A02において、セルバーグ積分を用いることによってハール分布するSU(N)の固有値密度を導出して前述の予想式を証明するとともに、他の2つの対称性クラス(剰余類SU(N)/SO(N)およびSU(2N)/Sp(2N)からSU群へのカルタン埋め込み)に対する固有値密度を初めて導出した。この成果は、拘束付きランダム行列の理論における一つの進展である。

また私は、2016年に出版した単著の書籍「ランダム行列とゲージ理論」を増補した電子版を出版した。追加の章として増補された内容は、私が本基盤研究を通じて得た、QCDディラック演算子の量子準位統計におけるヤーノシ密度の顕れに関する新規な知見(有質量カイラルランダム行列の固有値相関関数、順序付き固有値の連結分布のトレイシー-ウィダム法による導出)である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

ほぼに研究計画に準拠して、ランダム行列理論側の解析的計算と格子ゲージ模型の数値計算との比較・検証を並行して展開しているため。

今後の研究の推進方策

今後の研究期間を通じて私は, 種々の積分核Kに対して上述のような新規な準位統計分布を導出し, それらに対応する物理系および解析数論的対象と比較して検証することを目的とする. 具体的には:
(1) 可積分型積分核への拡張
(2) 数論的カオスにおける零点の連結分布への適用
(3) 動的クォークを含む有限密度2カラーQCDにおける低エネルギー定数の精密決定
(4) 局所的準位統計分布(r比の分布関数など)の解析的導出
の主題に取り組む.

報告書

(7件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 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
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2024 2022 2021 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件) 図書 (1件) 備考 (6件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [雑誌論文] Eigenphase distributions of unimodular circular ensembles2024

    • 著者名/発表者名
      Shinsuke Nishigaki
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2024 号: 2

    • DOI

      10.1093/ptep/ptae018

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Tracy-Widom method for Janossy density and joint distribution of extremal eigenvalues of random matrices2021

    • 著者名/発表者名
      Shinsuke M Nishigaki
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2021 号: 11

    • DOI

      10.1093/ptep/ptab123

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Janossy densities for chiral random matrix ensembles and their applications to two-color QCD2019

    • 著者名/発表者名
      Fuji Hiroyuki、Kanamori Issaku、Nishigaki Shinsuke M.
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 08 号: 8 ページ: 053-053

    • DOI

      10.1007/jhep08(2019)053

    • 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] Janossy densities for chiral random matrix ensembles and their applications to two-color QCD2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Fuji, Issaku Kanamori, Shinsuke M. Nishigaki
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics (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] Individual eigenvalue distributions of crossover chiral random matrices and low-energy constants of SU(2)×U(1) lattice gauge theory2018

    • 著者名/発表者名
      Takuya Yamamoto, Shinsuke M. Nishigaki
    • 雑誌名

      Prog. Theor. Exp. Phys.

      巻: 2018 号: 2

    • DOI

      10.1093/ptep/ptx188

    • 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] 順序つき固有値とL関数零点の連結分布2022

    • 著者名/発表者名
      西垣真祐
    • 学会等名
      離散的手法による 場と時空のダイナミクス2022 (https://sites.google.com/view/discrete-approaches-dynamics22/program)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Tracy-Widom method for Janossy densities of random matrices2021

    • 著者名/発表者名
      西垣真祐
    • 学会等名
      日本物理学会2021年秋季大会 (9/20-23, オンライン)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Tracy-Widom method for Janossy densities2021

    • 著者名/発表者名
      Shinsuke Nishigaki
    • 学会等名
      Structured Random Matrices in Down Under (7/26-8/6, University of Melbourne)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 順序つき固有値の連結分布について2021

    • 著者名/発表者名
      西垣真祐
    • 学会等名
      離散的手法による場と時空のダイナミクス2021 (12/25-27, 京都大学)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Janossy Density for Chiral Random Matrices and Application to Two-Color QCD2019

    • 著者名/発表者名
      Shinsuke Nishigaki
    • 学会等名
      RMT in Sub-Atomic Physics and Beyond
    • 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] Janossy densities for chiral random matrix ensembles and multi-flavor two-color QCD2018

    • 著者名/発表者名
      Shinsuke Nishigaki
    • 学会等名
      Discrete Approaches to the Dynamics of Fields and Space-Time
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 2次元IIA型超弦理論における多点関数と超対称行列模型との対応2018

    • 著者名/発表者名
      時本晋吉, 西垣真祐
    • 学会等名
      日本物理学会第73回年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Multiple level spacing distributions at the mobility edge of QCD Dirac spectrum2017

    • 著者名/発表者名
      Shinsuke Nishigaki
    • 学会等名
      Discrete Approaches to the Dynamics of Fields and Space-Time
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] ランダム行列とゲージ理論【電子版】〈普遍性〉を通して捉える量子物理2024

    • 著者名/発表者名
      西垣真祐
    • 総ページ数
      153
    • 出版者
      サイエンス社
    • ISBN
      9784781990156
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [備考] 遷移ランダム行列によるパイ中間子崩壊定数の決定 ~ゲージ理論と量子カオスのインタープレイ~

    • URL

      https://www.phys.shimane-u.ac.jp/research/research_nishigaki.html

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [備考] 順序つき固有値とL関数零点の連結分布

    • URL

      https://drive.google.com/file/d/1G8n2oHNwpqNIgsENHuRtTPaMGITcbHg9/view

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] 遷移ランダム行列によるパイ中間子崩壊定数の決定〜ゲージ理論と量子カオスのインタープレイ

    • URL

      https://www.phys.shimane-u.ac.jp/research/research_mochizuki.html

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 離散的手法による場と時空のダイナミクス研究会2019 (発表内容のファイルをアップロードして更新)

    • URL

      http://www.phys.shimane-u.ac.jp/mochizuki_lab/risan2019

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 遷移ランダム行列によるパイ中間子崩壊定数の決定 ~ゲージ理論と量子カオスのインタープレイ~

    • URL

      http://www.phys.shimane-u.ac.jp/research/research_mochizuki.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
  • [備考] 遷移ランダム行列によるパイ中間子崩壊定数の決定 ~ゲージ理論と量子カオスのインタープレイ~

    • URL

      http://www.phys.shimane-u.ac.jp/research/research_mochizuki.html

    • 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] Discrete Approaches to the Dynamics of Fields and Space-Time2017

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2024-12-25  

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