| 研究課題/領域番号 |
21K03574
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 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 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
山口 哲 大阪大学, 大学院理学研究科, 准教授 (90570672)
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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 |
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2025年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2024年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
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| キーワード | 場の理論 / 対称性 / アノマリー / defect |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究の目的は、物理、特に素粒子論などで現れる対称性についての研究である。特に対称性を時空の欠陥（なめらかでなく、特異性が現れる部分）の性質から明らかにする。
対称性は、物理の中で重要な概念である。しかし素粒子論の記述に用いられる場の理論においては、定式化からはすぐには分からない「隠れた対称性」がありうる。また、これまで対称性とは呼ばれていなかったが、対称性と同様の使い方を出来るものがある。これらは、欠陥を考えることにより、うまく取り扱うことができる。さらに、量子重力理論である弦理論への応用も考える。弦理論の一つの問題である「真空が多すぎる」ことの解決にもつなげたい。
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| 研究実績の概要 |
近年、一般化された対称性についての研究が大きく発展している。一般化された対称性とは、従来は対称性と呼ばれていなかったものが、対称性と同様の使い方ができて有用であるものである。我々も４次元での非可逆対称性（一般化された対称性の一種）の発見など、この発展に重要な寄与をしてきた。今年度は主に一般化された対称性の応用に関しての研究を行った。
まず、一般化された対称性の一種である非可逆対称性と境界についての研究を行った。我々は境界がある系に関して分配関数と呼ばれる量を調べた。通常の対称性では、それで結びついている分配関数は等しくなる。一方で、非可逆対称性では、それで結びついている分配関数は対称性だけで決まる定数倍になることが明らかになった。
また、４次元のゲージ理論の相構造を、一般化された対称性の一種である高次形式対称性を含む対称性を用いて調べた。通常の対称性で用いられる't Hooft アノマリー整合条件と呼ばれる手法は、高次形式対称性に関しても有用である。我々は線形quiverゲージ理論と呼ばれる理論の相構造を高次形式対称性を含む't Hooftアノマリー整合条件の手法を用いて調べ、興味深い結果を得た。
さらに、一般化された対称性の一種である部分系対称性について研究を行った。U(1)部分系対称性を持つ５次元の場の理論に対してSL(2,Z)変換によって移り合う場の理論の集合があることを示した。これは、Wittenが以前に3次元の普通のU(1)対称性がある系に関して発見していたもののアナロジーである。特に、近年発展が進んでいる、対称性を高次元から理解する試みに重要な役割を果たす。
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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
今年度は、特にdefectで表される一般化された対称性の応用について研究を行い、一定の成果を得たため。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、一般化された対称性の応用と弦理論との関係の両面から研究を進めていく。
応用に関しては、一般化された対称性の一種である部分系対称性や関連するエキゾチックな対称性について研究を進めたい。特にそれらの対称性で守られたトポロジカル相について、境界を入れることにより、解析を行っていきたい。
弦理論との関係については、ホログラフィの立場から、対称性を表すdefectに対応する弦理論のブレーンについて研究を進めていきたい。
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