| 研究課題/領域番号 |
22KF0253
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| 補助金の研究課題番号 |
21F21317 (2021-2022)
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 基金 (2023)
補助金 (2021-2022) |
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| 応募区分 | 外国 |
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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 | 東京大学 (2023)
神戸大学 (2021-2022) |
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研究代表者 |
野海 俊文 東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (30709308)
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| 研究分担者 |
CHEN WEI-MING 東京大学, 大学院総合文化研究科, 外国人特別研究員
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| 研究期間 (年度) |
2023-03-08 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2023年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2022年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2021年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
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| キーワード | 散乱行列理論 / ランドスケープ / スワンプランド / ブラックホール熱力学 / 重力波 / 加速膨張宇宙 / ブラックホール |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では「量子重力理論の実験的検証」という現代物理学の最重要課題の解決に向けて、量子重力理論に基づく素粒子論・宇宙論模型が満たすべき整合性条件を明らかにする。特に、近年進展の著しい散乱行列理論の技術を重力理論や加速膨張宇宙に応用することで、理論模型に含まれる粒子の質量や相互作用が満たすべき様々な不等式を量子重力との整合性条件として導出したい。
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| 研究実績の概要 |
近年の理論研究により、量子重力理論には「場の量子論と一般相対性理論の枠組みでは捉えきれない非自明な整合性条件」が存在することが明らかになり、これらは総称して「スワンプランド条件」と呼ばれている。特別研究員と受入教員は主に、スワンプランド条件の解明とその宇宙論・素粒子論への応用を目指して共同研究を進めてきた。より具体的には、加速膨張宇宙において荷電ブラックホールのスペクトルや相関関数が満たすべき整合性条件を、ブラックホールの熱力学や散乱行列理論の立場から追究した。
研究期間の前半では、散乱行列理論の加速膨張宇宙への一般化を目指し、加速膨張宇宙における相関関数の解析性やユニタリ性を精査した。特別研究員が教員職への応募や家庭の事情で多忙であったこともあり、共同研究には当初見込みよりも遅れが生じ、競合していた他の研究グループに遅れをとったため論文出版にまでは至らなかった。その後、方針を変え、スワンプランド条件の１つとして提唱されている「弱い重力予想」に動機付けられて、加速膨張宇宙における荷電ブラックホールのスペクトルへの量子補正の解析を行なった。特に、弱い重力予想が予言する「極限条件の単調性」を用いることで、低エネルギー相互作用の係数が満たすべき不等式を導出した。この成果について現在論文を準備中である。
そのほか、研究期間中には、散乱行列理論の重力波物理への応用も行った。特に、回転ブラックホール連星についてpost-Minkowskian近似における２次のハミルトニアンを求めることに成功した。また、重力子と光子の散乱におけるアイコナール位相を計算することで、重力のファラデー効果を議論した。いずれの研究成果もJHEPで出版された。
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