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時間作用素の数理と実験的検証

研究課題

研究課題/領域番号 20K20886
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分12:解析学、応用数学およびその関連分野
研究機関九州大学

研究代表者

廣島 文生  九州大学, 数理学研究院, 教授 (00330358)

研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード強時間作用素 / 弱ワイル関係 / 不確定性原理 / 正準交換関係 / 時間作用素 / ワイル関係式 / 調和振動子 / 対称作用素 / ユニタリー群 / ワイルの関係式
研究開始時の研究の概要

エネルギーハミルトニアンと正準交換関係交換関係を満たす作用素である時間作用素の存在を実験的に検証する.
1. 丹田と中津川が実験を担当.
2. 廣島が数学的な部分の解析を担当
廣島は実験の進捗状況を適宜確認し, 理論的なバックアップを実験グループの丹田, 中津川に示す.

研究成果の概要

本研究は, 「時間作用素」の存在の実験的検証と理論的研究を行うものである. Hを系のハミルトニアンとするとき, 弱ワイル関係を満たすペア(H,T)が存在すれば, Tを強時間作用素という.本研究は純粋数学の概念である時間作用素の存在を実験で確かめようという極めて挑戦的な研究である. しかし、コロナ禍で当初の予定通りに研究は進まなかったが, 時間の理論家, 実験家を集めた研究会の開催とレクチャーノートの発行、および、海外国内での成果発表などを行うことができた. また、シミュレーションでの新井の不等式の検証を行った.

研究成果の学術的意義や社会的意義

時間作用素はハミルトニアンに付随した概念として与えられる. 数学的には時間作用素は線型作用素の一つである. 時間作用素が量子力学に関連しているため, 直接的な社会的意義はないが, 量子力学は現代科学の基礎であり, 多くの応用分野に影響を与えていることを考えれば, 社会的な進歩や技術の向上につながることがあり得る.

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うちオープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 図書 (4件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Time operators associated with harmonic oscillators2022

    • 著者名/発表者名
      廣島文生
    • 雑誌名

      IMIレクチャーノート

      巻: 92 ページ: 53-65

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] 調和振動子に付随した時間作用素2022

    • 著者名/発表者名
      廣島文生
    • 学会等名
      時間・量子測定・準古典近似の理論と実験-古典論と量子論の境界-
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 調和振動子に付随した時間作用素の行列表現2022

    • 著者名/発表者名
      廣島文生
    • 学会等名
      日本数学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] l^2(N)における調和振動子の時間作用素2022

    • 著者名/発表者名
      寺西功哲
    • 学会等名
      時間・量子測定・準古典近似の理論と実験-古典論と量子論の境界-
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Angle operators and phase operators associated with 1D-harmonic oscillator2022

    • 著者名/発表者名
      廣島文生
    • 学会等名
      A quantum two-day meeting with Green talks, Green functions, and threshold behavior
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Asymmetry of non-local discrete Schroedinger operators on a lattice2022

    • 著者名/発表者名
      廣島文生
    • 学会等名
      Mathematical Analysis and its Applications in Modern Mathematical Physics
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 時間作用素の数理2020

    • 著者名/発表者名
      廣島文生
    • 学会等名
      北大工学部丹田研セミナー
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [図書] MI Lecture Note vol. 922022

    • 著者名/発表者名
      丹田聡, 三宮俊, 廣島文生
    • 総ページ数
      149
    • 出版者
      九州大学マスフォインダストリ研究所
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] 大数学者の数学 フォン・ノイマン 1 知の巨人と数理の黎明2021

    • 著者名/発表者名
      廣島文生
    • 総ページ数
      320
    • 出版者
      現代数学社
    • ISBN
      9784768705568
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [図書] 大数学者の数学 フォン・ノイマン 2 量子力学の数学定式化2021

    • 著者名/発表者名
      廣島文生
    • 総ページ数
      277
    • 出版者
      現代数学社
    • ISBN
      9784768705605
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [図書] 大数学者の数学 フォン・ノイマン 3 疾風怒濤の時代2021

    • 著者名/発表者名
      廣島文生
    • 総ページ数
      280
    • 出版者
      現代数学社
    • ISBN
      9784768705667
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 時間・量子測定・準古典近似の理論と実験-古典論と量子論の境界-

    • URL

      https://joint.imi.kyushu-u.ac.jp/post-5246/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 廣島文生研究室

    • URL

      https://www3.math.kyushu-u.ac.jp/~hiroshima/index.html

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-08-03   更新日: 2024-01-30  

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