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幾何的漸化式に基づく量子トポロジーと弦の場の量子構造の数理の究明

研究課題

研究課題/領域番号 20K03931
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分15010:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する理論
研究機関神戸大学 (2024)
大阪工業大学 (2020-2023)

研究代表者

藤 博之  神戸大学, 数理・データサイエンスセンター, 教授 (50391719)

研究分担者 樋上 和弘  九州大学, 数理学研究院, 准教授 (60262151)
村上 斉  東北大学, 情報科学研究科, 名誉教授 (70192771)
真鍋 征秀  大阪公立大学, 数学研究所, 特別研究員 (20965222)
綿引 芳之  東京科学大学, 理学院, 助教 (40212328)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 完了 (2024年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2024年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード位相的漸化式 / 幾何的漸化式 / 2次元重力理論 / 非臨海弦の場の理論 / 幾何学的漸化式 / Jackiw-Teitelboim重力 / Mirzakhaniの漸化式 / 弦の場の理論 / Masur-Veech体積 / 量子エアリ構造 / 行列模型 / ファットグラフ / 量子トポロジー / 結び目理論
研究開始時の研究の概要

本研究課題では,幾何的漸化式が記述する理論を,行列模型や位相的漸化式,さらに非臨界弦の場の理論の立場から理解を深め,量子トポロジーや結び目の量子不変量などへの新たな応用を探る予定である.
位相的漸化式は行列模型の解析を超えて,ミラー対称性や超対称ゲージ理論,Kontsevich-Witten理論,体積予想など様々な幾何学や物理学の量子的側面を浮き彫りにし,新たな発展をもたらしてきた.
この位相的漸化式の発展形として導入された幾何的漸化式もまた新たな幾何学や物理学の背後に潜む量子的側面を明らかにできることが期待され,その中でも弦の場の理論は最も興味深い応用例の一つとなるものと考えている.

研究実績の概要

本研究の主な目的は,2次元量子重力理論の手法を用いて,リーマン面のモジュライ空間の構造とその理論物理学的解釈を探る研究を行う.本研究では,位相的漸化式と幾何的漸化式を用いて,2次元量子重力理論にまつわるリーマン面のモジュライ空間の幾何構造を探る.本研究では,以下の内容について取り組んだ:
(1) (2,p)ミニマル弦理論のスペクトル曲線から定まる位相的漸化式の逆ラプラス変換を通じて,境界付き双曲リーマン面のモジュライ空間のWeil-Petersson体積の類似とその漸化式を求めた.さらにこの結果から幾何的漸化式の基本データを読み取ることに成功した.
(2) 点付きリーマン面上の2次微分のモジュライ空間の体積としてMasur-Veech体積が知られている.この体積が位相的漸化式や幾何的漸化式を満たすことがJ.E.Andersen氏らの先行研究によって知られていた.本研究では,Jackiw-Teitelboim重力理論を基に,この位相的漸化式の量子重力理論的解釈を新たに発見した.
(3) 2次元量子重力理論の単体分割による離散的定式化と弦の場の理論的記述は90年代に提唱され,確立したものとなっている.これらの定式化に現れるSchwinger-Dyson方程式と等価な位相的漸化式を明らかにする研究を行なった.特に(2,p)ミニマル弦理論や因果的動的単体分割の2次元量子重力理論モデルに対し,これらの解析を実行し,これまで漠然と理解されていた両者の対応をクリアに理解することに成功した.
(4) さらに,Penner模型やSeiberg-Witten曲線などのスペクトル曲線から定まる位相的漸化式を与えるような弦の場の理論を逆構成し,量子重力理論の枠組みを超えて両者の対応を打ち立てる研究へと繋げた.

報告書

(5件)
  • 2024 実績報告書
  • 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
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2025 2024 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 5件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 3件、 招待講演 17件) 図書 (1件) 備考 (3件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] 南デンマーク大学量子数学研究所(デンマーク)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] A note on double affine Hecke algebra for skein algebra on twice-punctured torus2025

    • 著者名/発表者名
      Hikami Kazuhiro
    • 雑誌名

      Journal of Geometry and Physics

      巻: 209 ページ: 105408-105408

    • DOI

      10.1016/j.geomphys.2024.105408

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] On the Asymptotic Behavior of the Colored Jones Polynomial of the Figure-Eight Knot Associated With a Real Number2025

    • 著者名/発表者名
      Murakami Hitoshi、Tran Anh T.
    • 雑誌名

      Springer Proc. Math. Stat.

      巻: 456 ページ: 175-209

    • DOI

      10.1007/978-981-97-3778-9_6

    • ISBN
      9789819737772, 9789819737789
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The colored Jones polynomial of a cable of the figure-eight knot2025

    • 著者名/発表者名
      Murakami Hitoshi、Tran Anh T.
    • 雑誌名

      Journal of Knot Theory and Its Ramifications

      巻: 34 号: 03 ページ: 2340019-2340019

    • DOI

      10.1142/s0218216523400199

    • 関連する報告書
      2024 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] Some Generalizations of Mirzakhani's Recursion and Masur-Veech Volumes via Topological Recursions2024

    • 著者名/発表者名
      Kobe University, Japan、Fuji Hiroyuki、Manabe Masahide、Osaka Metropolitan University, Japan
    • 雑誌名

      Symmetry, Integrability and Geometry: Methods and Applications

      巻: 20 ページ: 043-043

    • DOI

      10.3842/sigma.2024.043

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Generalized double affine Hecke algebra for double torus2024

    • 著者名/発表者名
      Hikami Kazuhiro
    • 雑誌名

      Letters in Mathematical Physics

      巻: 114 号: 4 ページ: 102-102

    • DOI

      10.1007/s11005-024-01848-2

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The colored Jones polynomial of the figure-eight knot and a quantum modularity2023

    • 著者名/発表者名
      Murakami Hitoshi
    • 雑誌名

      Canadian Journal of Mathematics

      巻: * 号: 2 ページ: 1-36

    • DOI

      10.4153/s0008414x23000172

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書 2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantum invariants of three-manifolds obtained by surgeries along torus knots2023

    • 著者名/発表者名
      Murakami Hitoshi、Tran Anh T.
    • 雑誌名

      Quantum Topology

      巻: 13 号: 4 ページ: 691-795

    • DOI

      10.4171/qt/175

    • 関連する報告書
      2022 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] Witten-Reshetikhin-Turaev Function for a Knot in Seifert Manifolds2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Fuji, Kohei Iwaki, Hitoshi Murakami and Yuji Terashima
    • 雑誌名

      Communications in Mathematical Physics

      巻: - 号: 1 ページ: 225-251

    • DOI

      10.1007/s00220-021-03953-y

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Kashaev invariants of twice-iterated torus knots2021

    • 著者名/発表者名
      Murakami Hitoshi、Tran Anh T.
    • 雑誌名

      Topology and its Applications

      巻: 290 ページ: 107602-107602

    • DOI

      10.1016/j.topol.2021.107602

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Non-semisimple invariants and Habiro’s series2021

    • 著者名/発表者名
      A. Beliakov, K. Hikami
    • 雑誌名

      Topology and Geometry: A Collection of Essays dedicated to Vladimir G. Turaev”, IRMA lectures in mathematics and theoretical physics

      巻: 33 ページ: 161-174

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] モックテータ関数2020

    • 著者名/発表者名
      樋上和弘
    • 雑誌名

      数理科学

      巻: 8月号 ページ: 48-53

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] On analogues of Mirzakhani's recursion formula via minimal string theories2025

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Fuji
    • 学会等名
      結び目理論,幾何学的リー群論,及びその応用2024
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Some generalizations of Mirzakhani's recursion and Masur-Veech volumes via topological recursions2024

    • 著者名/発表者名
      藤 博之
    • 学会等名
      神戸大学理学研究科数学専攻談話会
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dynamical triangulations of Riemann surfaces and topological recursions2024

    • 著者名/発表者名
      藤 博之
    • 学会等名
      Geometry on singular points and its applications & 幾何学セミナー
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dynamical triangulations of Riemann surfaces and topological recursions2024

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Fuji
    • 学会等名
      New Aspects in Topological Recursion, Resurgence and Related Topics
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Causal dynamical triangulations and topological recursions2024

    • 著者名/発表者名
      藤 博之
    • 学会等名
      離散的手法による場と時空のダイナミクス
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [学会発表] Some generalizations of Mirzakhani's recursion and Masur-Veech volumes via topological recursions2024

    • 著者名/発表者名
      藤 博之
    • 学会等名
      スケイン代数とその周辺
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 位相的漸化式入門2024

    • 著者名/発表者名
      藤 博之
    • 学会等名
      神楽坂 数理物理,幾何セミナー
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 二重アフィンHecke代数とスケイン代数2024

    • 著者名/発表者名
      樋上 和弘
    • 学会等名
      スケイン代数とその周辺
    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] On a generalization of the Masur-Veech volume via two dimensional gravities2024

    • 著者名/発表者名
      藤 博之
    • 学会等名
      Topics on mathematical structures in string theory
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Skein algebra, cluster algebra2023

    • 著者名/発表者名
      K.Hikami
    • 学会等名
      東北クラスターセミナー
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 行列模型と位相的漸化式2022

    • 著者名/発表者名
      藤 博之
    • 学会等名
      Aspects of Mirror Symmetry 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 3-manifolds and quantum modular forms2022

    • 著者名/発表者名
      樋上 和弘
    • 学会等名
      AMS spring western virtual sectional meeting: special session “q-series, number theory, and quantum topology”
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 入門:モックテータ関数とムーンシャイン2022

    • 著者名/発表者名
      樋上 和弘
    • 学会等名
      早稲田整数論セミナー
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Recursion Relations for Volumes of Moduli Spaces of Bordered Riemann Surfaces, and Virasoro Constraints2022

    • 著者名/発表者名
      真鍋 征秀
    • 学会等名
      Workshop on Mirror symmetry and Related Topics, Kyoto 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] The colored Jones polynomials as vortex partition functions2022

    • 著者名/発表者名
      真鍋 征秀
    • 学会等名
      東北大学大数学セミナー
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] The colored Jones polynomial of the figure-eight knot2022

    • 著者名/発表者名
      村上斉
    • 学会等名
      Low dimensional topology and number theory XIII
    • 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] モックモジュラー形式と量子モジュラー形式2021

    • 著者名/発表者名
      樋上和弘
    • 学会等名
      東北大学理学部数学科 談話会 6月
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ラマヌジャンと宇宙2021

    • 著者名/発表者名
      樋上和弘
    • 学会等名
      四日市大学関孝和数学研究所 新春特別講義
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] DAHA and skein algebra on surfaces2020

    • 著者名/発表者名
      樋上和弘
    • 学会等名
      Zoom Cluster online seminar organized by Michigan State University
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Braid group and cluster algebra2020

    • 著者名/発表者名
      樋上和弘
    • 学会等名
      GeMAT online seminar, organized by Simon Stoilow Institute of Mathematics of the Romanian Academy
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] 結び目のはなし[新装版]2022

    • 著者名/発表者名
      村上 斉
    • 総ページ数
      208
    • 出版者
      日本評論社
    • ISBN
      4535789479
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] One-day Lectures on Inspirations from Mathematics

    • URL

      https://www.cmds.kobe-u.ac.jp/events/2024/2024_One-day%20Lectures%20on%20Inspirations%20from%20Mathematics/index.html

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [備考] ファットグラフ&TDA勉強会2025

    • URL

      https://sites.google.com/gsuite.kobe-u.ac.jp/fatgraphs2025/home?pli=1

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
  • [備考] 研究集会「q級数とその周辺」webページ

    • URL

      https://sites.google.com/view/q-series2024/main

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] q級数とその周辺2024

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-12-26  

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