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開弦の場の理論から迫る閉弦のダイナミクス

研究課題

研究課題/領域番号 20K03972
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
研究機関奈良女子大学

研究代表者

高橋 智彦  奈良女子大学, 自然科学系, 教授 (10324956)

研究分担者 岸本 功  山陽小野田市立山口東京理科大学, 共通教育センター, 准教授 (60399433)
関 穣慶  大阪公立大学, 大学院理学研究科, 数学研究所専任研究所員 (60373320)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023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)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード弦理論 / 二点散乱振幅 / BRST形式 / 降下方程式 / ディラトン1点関数 / 閉弦頂点演算子 / 閉弦2点振幅 / 弦の場の理論 / Dブレーン / BRST不変性 / ループ振幅 / 素粒子論 / Veneziano振幅 / 数値解 / 超対称性 / 非線形シグマ模型 / 連続ビラソロ代数 / タキオン真空
研究開始時の研究の概要

開弦の場の理論における閉弦の記述方法を確立し、そこから理論の構造を理解することによって、膨張宇宙や時空のコンパクト化に関わる閉弦のダイナミクスを明らかにしていくことが本研究の目的である。さらに、弦の場の理論の研究を通じて、弦理論におけるゲージ対称性の構造、弦理論の背後にある指導原理の全容を明らかにし、素粒子物理学における統一理論および重力の量子論の研究を進展させることを目指す研究である。

研究成果の概要

弦理論における2点散乱振幅がBRST対称性をもつ演算子形式で計算できることを明らかにした。この計算手法において、我々は新たにmostly BRST exact演算子という概念を導入し、2点散乱振幅のみならず、この演算子が一般の散乱振幅の計算において機能することを明らかにした。
閉弦2点振幅の研究では、閉弦頂点演算子と降下方程式の関係を明らかにし、従来の頂点演算子を拡張することに成功した。この拡張された頂点演算子を用いて、ディラトンの1点関数を計算できることを示し、局所的な演算子であるが、オイラー数という大局的な寄与が得られることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

弦理論における2点散乱振幅は、ゲージ固定されない自由度が残るためゼロになると数十年間信じられてきた。BRST形式を用いてこの2点振幅が有限の値として得られることが明らかになったことで、このドグマが覆されたのであり、学術的意義は非常に大きいと言える。また、この研究を通じて、mostly BRST exact演算子という新しい概念が導入され、閉弦頂点演算子と降下方程式との関係が解明された。これらの新たな考え方は、開弦の場の理論における閉弦のダイナミクスの研究に役立つことが期待される成果である。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 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

    (16件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (12件)

  • [雑誌論文] The Veneziano amplitude via mostly BRST exact operator2022

    • 著者名/発表者名
      Kishimoto Isao、Sasaki Tomoko、Seki Shigenori、Takahashi Tomohiko
    • 雑誌名

      Nuclear Physics B

      巻: 974 ページ: 115647-115647

    • DOI

      10.1016/j.nuclphysb.2021.115647

    • 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] Reduction of open string amplitudes by mostly BRST exact operators2021

    • 著者名/発表者名
      Seki Shigenori、Takahashi Tomohiko
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 822 ページ: 136664-136664

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2021.136664

    • 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] Numerical twist-even SU(1,1)-singlet solutions in open string field theory around the identity-based solution2021

    • 著者名/発表者名
      Kishimoto Isao、Takahashi Tomohiko
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2021 号: 2 ページ: 1-26

    • DOI

      10.1007/jhep02(2021)133

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Supersymmetric nonlinear sigma models as anomalous gauge theories2020

    • 著者名/発表者名
      Kondo Aya、Takahashi Tomohiko
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 102 号: 2 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1103/physrevd.102.025014

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Mostly BRST Exact演算子による開弦2点振幅の再考察2024

    • 著者名/発表者名
      岸本功, 関穣慶, 高橋智彦, 山本蘭菜
    • 学会等名
      日本物理学会2024年春季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Mostly BRST Exact演算子と降下方程式によるVirasoro-Shapiro振幅の考察2024

    • 著者名/発表者名
      石井美優, 岸本功, 関穣慶, 高橋智彦
    • 学会等名
      日本物理学会2024年春季大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Mostly BRST Exact演算子によるVirasoro-Shapiro振幅の導出2023

    • 著者名/発表者名
      岸本功, 関穣慶, 高橋智彦
    • 学会等名
      日本物理学会第78回年次大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 閉弦の頂点演算子と降下方程式2023

    • 著者名/発表者名
      岸本功, 関穣慶, 高橋智彦
    • 学会等名
      日本物理学会第78回年次大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ゴースト数2をもつ新たな閉弦頂点演算子について2023

    • 著者名/発表者名
      岸本功, 甲賀まこ, 関穣慶, 高橋智彦
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] mostly BRST exact演算子を用いた開弦1ループ振幅の計算について2023

    • 著者名/発表者名
      東國沙紀, 岸本功, 関穣慶, 高橋智彦
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 新しいゲージ固定法を用いた閉弦の2点振幅の理解2022

    • 著者名/発表者名
      岸本功, 関穣慶, 高橋智彦
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Mostly BRST Exact演算子によるVeneziano振幅の導出2022

    • 著者名/発表者名
      岸本功, 北出智巳, 佐々木智子, 関穣慶, 高橋智彦
    • 学会等名
      日本物理学会第77回年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] BRST形式によるdilaton tadpole振幅の導出2022

    • 著者名/発表者名
      岸本功, 北出智巳, 佐々木智子, 関穣慶, 高橋智彦
    • 学会等名
      日本物理学会第77回年次大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] String amplitude given by mostly BRST exact operator2021

    • 著者名/発表者名
      関穣慶, 高橋智彦
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 4次元超対称非線形シグマ模型と双対性について2021

    • 著者名/発表者名
      近藤綾, 関穣慶, 高橋智彦
    • 学会等名
      日本物理学会第76回年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 4次元超対称非線形シグマ模型におけるコンペンセイター場とアノマリー2020

    • 著者名/発表者名
      近藤綾, 高橋智彦
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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