ゲージ/重力対応の直接検証及びそれに基づく時空構造の研究

• 研究課題/領域番号: 20540286
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 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: 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構
• 研究代表者: 西村 淳 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 准教授 (90273218)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2012年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2011年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2010年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2009年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2008年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
• キーワード: 超弦理論 / 行列模型 / ゲージ理論 / 超対称性 / ブラックホール / 行列膜型 / グージ理論

研究概要

1次元超対称ゲージ理論の数値シミュレーションを行い、超弦理論から予想される「ゲージ/重力対応」を検証した。又これにより、ブラックホールの内部構造に関する新しい知見を得ることができた。一方、超弦理論の非摂動的定式化として提唱されている行列模型を、ローレンツ計量の場合について数値シミュレーションを行うことにより、微視的な9次元の空間から、ある時刻を境に3次元方向だけが膨張し始めるという結果を得た。これは宇宙の誕生を示唆するものとして重要である。

研究成果

• [雑誌論文] The Origin of space-time as seen from matrix model simulations (2012)
  • 著者名/発表者名: J.Nishimura
  • 雑誌名: PTEP 巻: 2012 号: 1
  • DOI: 10.1093/ptep/pts004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical studies of the ABJM theory for arbitrary N at arbitrary coupling constant (2012)
  • 著者名/発表者名: Masanori Hanada, Masazumi Honda, Yoshinori Honma, Jun Nishimura, Shotaro Shiba, Yutaka Yoshida
  • 雑誌名: JHEP 巻: 1,205 号: 5 ページ: 121-121
  • DOI: 10.1007/jhep05(2012)121
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expanding (3+1)-dimensional universe from a Lorentzian matrix model for superstring theory in (9+1)-dimensions (2012)
  • 著者名/発表者名: S.-W.Kim, J.Nishimura and A.Tsuchiya
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 巻: 108 号: 1 ページ: 11601-11601
  • DOI: 10.1103/physrevlett.108.011601
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expanding universe as a classical solution in the Lorentzian matrix model for nonperturbative superstring theory (2012)
  • 著者名/発表者名: Kim, Nishimura, Tsuchiya
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 86 号: 2
  • DOI: 10.1103/physrevd.86.027901
  • 査読あり
• [雑誌論文] Late time behaviors of the expanding universe in the IIB matrix model (2012)
  • 著者名/発表者名: Kim, Tsuchiya, Nishimura
  • 雑誌名: Journal of High Energy Physics 巻: 1210 号: 10 ページ: 1-25
  • DOI: 10.1007/jhep10(2012)147
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct test of the gauge-gravity correspondence for Matrix theory correlation functions (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Hanada, J.Nishimura, Y.Sekino and T.Yoneya
  • 雑誌名: JHEP 巻: 1112 号: 12 ページ: 20-20
  • DOI: 10.1007/jhep12(2011)020
  • 査読あり
• [雑誌論文] Systematic study of the SO(10) symmetry breaking vacua in the matrix model for type IIB superstrings (2011)
  • 著者名/発表者名: J.Nishimura, T.Okubo and F.Sugino
  • 雑誌名: JHEP 巻: 1110 号: 10 ページ: 135-135
  • DOI: 10.1007/jhep10(2011)135
  • 査読あり
• [雑誌論文] General approach to the sign problem: Factorization method with multiple observables (2011)
  • 著者名/発表者名: K.N.Anagnostopoulos, Takehiro Azuma, Jun Nishimura
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 83 号: 5 ページ: 054504-054504
  • DOI: 10.1103/physrevd.83.054504
  • 査読あり
• [雑誌論文] A practical solution to the sign problem in a matrix model for dynamical compactification (2011)
  • 著者名/発表者名: Anagnostopoulos, Azuma Nishimura
  • 雑誌名: Journal of High Energy Physics 巻: 10 号: 10 ページ: 126-126
  • DOI: 10.1007/jhep10(2011)126
  • 査読あり
• [雑誌論文] General approach to the sign problem : Factorization method with multiple observables (2011)
  • 著者名/発表者名: K.N.Anagnostopoulos, Takehiro Azuma, Jun Nishimura
  • 雑誌名: Physical Review D 83 ページ: 54504-54504
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nonperturbative studies of supersymmetric matrix quantum mechanics with 4 and 8 supercharges at finite temperature (2011)
  • 著者名/発表者名: Hanada, Matsuura, Nishimura, Robles-Llana
  • 雑誌名: Journal of High Energy Physics 巻: 02 ページ: 60-60
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spontaneous breaking of the rotational symmetry in dimensionally reduced super Yang-Mills models (2011)
  • 著者名/発表者名: Aoyama, Nishimura, Okubo
  • 雑誌名: Progress of Theoretical Physics 巻: 125 ページ: 537-537
  • 査読あり
• [雑誌論文] General approach to the sign problem : Factorization method with multiple observables (2011)
  • 著者名/発表者名: Anagnostopoulos, Azuma, Nishimura
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 83 ページ: 54504-54504
  • 査読あり
• [雑誌論文] Monte Carlo studies of Matrix theory correlation functions (2010)
  • 著者名/発表者名: Masanori Hanada, Jun Nishimura, Yasuhiro Sekino, Tamiaki Yoneya
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 巻: 104 号: 15 ページ: 151601-151601
  • DOI: 10.1103/physrevlett.104.151601
  • 査読あり
• [雑誌論文] Monte Carlo studies of Matrix theory correlation functions (2010)
  • 著者名/発表者名: Masanori Hanada, Jun Nishimura, Yasuhiro Sekino, Tamiaki Yoneya
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. 104 ページ: 151601-151601
  • 査読あり
• [雑誌論文] Monte Carlo studies of Matrix theory correlation functions (2010)
  • 著者名/発表者名: Hanada, Nishimura, Sekino, Yoneya
  • 雑誌名: Physical Review Letters 104 ページ: 151601-151601
  • 査読あり
• [雑誌論文] Higher derivative corrections to black hole thermodynamics from supersymmetric matrix quantum mechanics (2009)
  • 著者名/発表者名: Masanori Hanada, Yoshifumi Hyakutake,Jun Nishimura, Shingo Takeuchi
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 巻: 102 号: 19 ページ: 191602-191602
  • DOI: 10.1103/physrevlett.102.191602
  • 査読あり
• [雑誌論文] Schwarzschild radius from Monte Carlo calculation of the Wilson loop insupersymmetric matrix quantum mechanics (2009)
  • 著者名/発表者名: Masanori Hanada, Akitsugu Miwa, Jun Nishimura, Shingo Takeuchi
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 巻: 102 号: 18 ページ: 181602-181602
  • DOI: 10.1103/physrevlett.102.181602
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deconfinement phase transition in N=4 super Yang-Mills theory on R x S^3 from supersymmetric matrix quantum mechanics (2009)
  • 著者名/発表者名: Goro Ishiki, Sang-Woo Kim, Jun Nishimura, Asato Tsuchiya
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 巻: 102 号: 11 ページ: 111601-111601
  • DOI: 10.1103/physrevlett.102.111601
  • 査読あり
• [雑誌論文] Higher derivative corrections to black hole thermodynamics from supersymmetric matrix quantum mechanics (2009)
  • 著者名/発表者名: Masanori Hanada, Yoshifumi Hyakutake, Jun Nishimura, Shingo Takeuchi
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. 102 ページ: 191602-191602
  • 査読あり
• [雑誌論文] Schwarzschild radius from Monte Carlo calculation of the Wilson loop in supersymmetric matrix quantum mechanics (2009)
  • 著者名/発表者名: Masanori Hanada, Akitsugu Miwa, Jun Nishimura, Shingo Takeuchi
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. 102 ページ: 181602-181602
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deconfinement phase transition in N=4 super Yang-Mills theory on R x S^3 from supersymmetric matrix quantum mechanics (2009)
  • 著者名/発表者名: Goro Ishiki, Sang-Woo Kim, Jun Nishimura, Asato Tsuchiya
  • 雑誌名: Phys.Rev.Lett. 102 ページ: 111601-111601
  • 査読あり
• [雑誌論文] Testing a novel large-N reduction for N=4 super Yang-Mills theory on Rx S^<**>3 (2009)
  • 著者名/発表者名: Ishiki, Kim, Nishimura, Tsuchiya
  • 雑誌名: Journal of High Energy Physics 09 ページ: 29-29
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dominance of a single topological sector in gauge theory on non-commutative geometry (2009)
  • 著者名/発表者名: Aoki, Nishimura, Susaki
  • 雑誌名: Journal of High Energy Physics 09 ページ: 84-84
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deconfinement phase transition in N=4 super Yang-Mills theory on RxS^3 from SUSY matrix quantum mechanics (2009)
  • 著者名/発表者名: Ishiki, Kim, Nishimura, Tsuchiya
  • 雑誌名: Physical Review Letters 102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Finite-matrix formulation of gauge theories on a non-commutative torus with twisted boundary conditions (2009)
  • 著者名/発表者名: Aoki, Nishimura, Susaki
  • 雑誌名: Journal of High Energy Physics 04 ページ: 55-55
  • 査読あり
• [雑誌論文] A direct test of the gauge/gravity duality and the string theoretical description of a black hole (2008)
  • 著者名/発表者名: Nishimura
  • 雑誌名: International Journal of Modern Physics A 23 ページ: 2161-2164
• [学会発表] Dark energy from a Lorentzian matrix model for superstring theory (2012)
  • 著者名/発表者名: 西村淳
  • 学会等名: KEK理論研究会
  • 発表場所: KEK、小林ホール(茨城県)(招待講演)
  • 年月日: 2012-03-07
• [学会発表] 3D out of 9D---the birth of our Universe from the superstring theory on computer (2012)
  • 著者名/発表者名: Jun Nishimura
  • 学会等名: TRIUMF workshop「Lattice Field Theory in the LHC Era」
  • 発表場所: TRIUMF、University of British Columbia、バンクーバー、カナダ
• [学会発表] (3+1)-dimensional expanding universe from a Lorentzian matrix model for superstring theory in (9+1) dimensions (2012)
  • 著者名/発表者名: Jun Nishimura
  • 学会等名: 国際会議「Progress in Quantum Field Theory and String Theory」
  • 発表場所: 大阪市立大学、メディアセンター
• [学会発表] (3+1)-dimensional expanding universe from a Lorentzian matrix model for superstring theory in (9+1) dimensions (2012)
  • 著者名/発表者名: Nishimura
  • 学会等名: Progress in Quantum Field Theory and String Theory
  • 発表場所: 大阪市立大学
  • 招待講演
• [学会発表] 3D out of 9D---the birth of our Universe from the superstring theory on computer (2012)
  • 著者名/発表者名: Nishimura
  • 学会等名: Lattice Field Theory in the LHC Era
  • 発表場所: バンクーバー、カナダ
  • 招待講演
• [学会発表] Lattice calculation of the gluino condensate in N=1 super Yang-Mills theory with overlap fermions (2011)
  • 著者名/発表者名: 西村淳
  • 学会等名: HPCI研究会「計算的手法による素粒子論研究の広がり」
  • 発表場所: KEK、小林ホール(茨城県)(招待講演)
  • 年月日: 2011-12-20
• [学会発表] Large-N reduction and supersymmetry (2010)
  • 著者名/発表者名: Jun Nishiimura
  • 学会等名: MCFP workshop on Large-N gauge theories
  • 発表場所: メリーランド大学、College Park、アメリカ
• [学会発表] Large-N reduction and supersymmetry (2010)
  • 著者名/発表者名: Jun Nishiimura
  • 学会等名: MCFP workshop on Large-N gauge theories(招待講演)
  • 発表場所: メリーランド大学、College Park、アメリカ
• [学会発表] 超弦理論の数値シミュレーション (2009)
  • 著者名/発表者名: 西村淳
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 甲南大学岡本キャンパス
  • 年月日: 2009-09-10
• [学会発表] Does 4d space-time emerge dynamically from the IKKT matrix model ? (2009)
  • 著者名/発表者名: Jun Nishimura
  • 学会等名: 国際ワークショップ "Numerical Approaches to AdS/CFT, Large N and Gravity"
  • 発表場所: Imperial College、ロンドン、イギリス
• [学会発表] 超弦理論の数値シミュレーション (2009)
  • 著者名/発表者名: 西村 淳
  • 学会等名: 日本物理学会 2009 年秋季大会
  • 発表場所: 甲南大学 岡本キャンパス
• [学会発表] Non-lattice simulation of supersymmetric gauge theories as a probe to quantum black holes and strings (2009)
  • 著者名/発表者名: J.Nishimura
  • 学会等名: LATTICE2009
  • 発表場所: 北京大学、中国
• [学会発表] Does 4d space-time emerge dynamically from the IKKT matrix model ? (2009)
  • 著者名/発表者名: Jun Nishimura
  • 学会等名: 国際ワークショップ"Numerical Approaches to AdS/CFT, Large N and Gravity"(招待講演)
  • 発表場所: Imperial College、ロンドン、イギリス
• [学会発表] 超弦理論の数値シミュレーション (2009)
  • 著者名/発表者名: 西村淳
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会(招待講演)
  • 発表場所: 甲南大学 岡本キャンパス
• [学会発表] Non-lattice simulation of supersymmetric gauge theories as a probe to quantum black holes and strings (2009)
  • 著者名/発表者名: J.Nishimura
  • 学会等名: LATTICE2009(招待講演)
  • 発表場所: 北京大学、中国
• [学会発表] Black hole thermodynamics from strongly coupled gauge theory --- a direct check by Monte Carlo simulation (2008)
  • 著者名/発表者名: Nishimura
  • 学会等名: CQUeST workshop
  • 発表場所: 韓国、ソウル、Sogang Univ.
  • 年月日: 2008-04-26
• [学会発表] Simulating Quantum Black Holes and Quantum Universe (2008)
  • 著者名/発表者名: Jun Nishimura
  • 学会等名: IPMU focus week "Quantum Black Holes"
  • 発表場所: 東京大学 数物連携宇宙研究機構(IPMU)
• [学会発表] Simulating Quantum Black Holes and Quantum Universe (2008)
  • 著者名/発表者名: Jun Nishimura
  • 学会等名: IPMU focus week"Quantum Black Holes"(招待講演)
  • 発表場所: 東京大学 数物連携宇宙研究機構(IPMU)
• [学会発表] Large-N reduction and supersymmetry
  • 著者名/発表者名: Nishimura
  • 学会等名: MCFP workshop on : Large-N gauge theories
  • 発表場所: University of Maryland, College Park,アメリカ
• [学会発表] Space-time picture suggested by the IIB matrix model
  • 著者名/発表者名: Nishimura
  • 学会等名: 基研研究会「離散的手法による場と時空のダイナミクス」
  • 発表場所: 京都大学基礎物理学研究所,京都市、日本
• [図書] 超弦理論の数値シミュレーションが示唆する宇宙の誕生 (2013)
  • 著者名/発表者名: 丸善, 西村淳
  • 出版者: パリティ
• [図書] 岩波講座「計算科学」 第二巻 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宇川彰ほか
  • 出版者: 岩波書店
• [図書] 岩波講座計算科学第二巻「計算と宇宙」 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宇川彰、青木慎也、初田哲男、柴田大、梅村雅之、西村淳
  • 出版者: 岩波書店
• [図書] 別冊数理科学 2008 年 10 月号「量子重力理論- 広がる多彩な最前線 -」 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小玉英雄ほか
  • 出版者: サイエンス社
• [図書] 別冊数理科学2008年10月号「量子重力理論-広がる多彩な最前線-」 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小玉英雄, ほか
  • 出版者: サイエンス社
• [図書] 超弦理論の数値シミュレーション
  • 著者名/発表者名: 西村淳
• [備考] 宇宙誕生の様子を示唆する数値シミュレーションの結果に関して、KEKの広報室を通してプレスリリース、記者会見を行い、テレビ(NHK)、新聞(朝日、日経、産経、日刊工業)、英国のウェブ(Physics World)などで取り上げられた。
• [備考] 7月28日、朝日カルチャーセンター(新宿住友ビル)において、「超弦理論の数値シミュレーションが描く宇宙誕生の様子～9 次元空間から 3 次元空間への相転移」というタイトルで一般の方を対象にした講演を行った。(「スーパーコンピュータが明かす宇宙と物質の起源」というシリーズ)
• [備考] ホームページ
  • URL: http://research.kek.jp/people/jnishi/
• [備考] 西村 淳のホームページ
  • URL: http://research.kek.jp/people/jnishi/
• [備考]
  • URL: http://research.kek.jp/people/jnishi/
• [備考] ホームページ
  • URL: http://research.kek.jp/people/jnishi/