研究課題/領域番号 |
21K03554
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研究種目 |
基盤研究(C)
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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
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研究機関 | 奈良女子大学 |
研究代表者 |
大木 洋 奈良女子大学, 自然科学系, 助教 (50596939)
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研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2026-03-31
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研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2025年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2024年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
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キーワード | 素粒子論 / 場の量子論 / CP対称性 / 宇宙論 / 格子理論 / テンソルネットワーク繰り込み群 / 格子ゲージ理論 / テンソルネットワーク |
研究開始時の研究の概要 |
本研究では格子正則化を用いた場の量子論の非摂動計算を行う事で、量子色力学の第一原理計算に基づくハドロンのCP対称性の破れの精密計算や、真空の崩壊率等の非摂動計算法の研究を行う。 特に真空崩壊率の計算では、テンソルネットワーク法を用いた実時間の場の遷移振幅の格子定式化に関する研究を行うことで、相転移現象に関する非摂動的効果に関する知見が得られる事が期待される。 また真空崩壊率と宇宙の相転移現象(初期重力波生成やCP対称性の破れ)が密接に関連するため、これらの計算を将来の素粒子実験や重力波観測結果等を比較することで素粒子新物理模型、物質優勢宇宙誕生のシナリオの定量的な検証を目指す。
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研究実績の概要 |
本研究課題の宇宙の起源解明に関して、自然界の基本的対称性の一つであるCP対称性とその破れは現在の宇宙における物質反物質非対称性を生じさせるための必要条件であるSakharovの3条件の一つとして知られており、自然界におけるCP非保存の起源の解明は素粒子論や宇宙論において極めて重要である。近年、CP対称性と整合しないような特殊な型の離散内部対称性が存在している模型においてはCP変換が粒子反粒子間の変換とは異なるためCP対称性の破れが生じるという可能性が指摘されていた。このような変換は通常のCP変換と区別してCP-like変換といわれており、このような模型の構造について詳細に調べた結果、離散対称性の破れによってCP-likeがCPに回復する可能性があること、CPが定義出来るような現実的な模型においてもCP-like対称性が存在する可能性があることが分かってきた。またこのようなCP-like対称性を一般の内部対称性を持つ理論に拡張することで、素粒子標準模型を超えた新物理模型として、従来考えられていなかった新しい対称性に基づいた理論が存在している可能性がある。本研究成果は物理学会等で発表しており、現在学術論文を準備している段階である。また、このCP-like離散対称性を含めた理論の古典解の構造や量子効果等を考察することで場の量子論に関する新たな知見が得られる可能性があり、そのような理論におけるCP-like対称性の自発的破れと真空構造の関係について研究を進展させる必要がある。またCP対称性の破れに関連した非摂動ダイナミクスを含めた計算を行うことで、物質反物質非対称性の起源等の素粒子現象論や宇宙論に関する応用についても研究する予定である。
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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
本年度研究実績の概要の通り、本研究の課題の一つである宇宙進化における大きな謎である物質反物質非対称性と密接に関連するCP対称性とその破れに関する研究を行い、従来考えられていないような新しい対称性に基づく場の理論を構成出来る可能性があることが明らかになった。
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今後の研究の推進方策 |
本年度研究実績の概要の通り、拡張されたCP変換(CP-like)対称性に基づいた宇宙における新たな進化のシナリオの可能性と素粒子標準模型を超えた新しい物理模型への応用を考える。また昨年度から進めている格子シミュレーションにおけるテンソルネットワークを用いた相転移現象の物理に関する研究も並行して進めている。具体的にはテンソルネットワーク繰り込み法を用いた低次元場の量子論におけるトンネル効果が存在する模型における真空の崩壊率の計算を行う。またデータ管理用のディスクの購入などを検討し、効率的に計算を進める予定である。
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