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M理論における可積分構造の解明

研究課題

研究課題/領域番号 26400257
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関明治学院大学 (2015-2019)
立命館大学 (2014)

研究代表者

酒井 一博  明治学院大学, 法学部, 准教授 (10439242)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2014年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
キーワードE弦 / M5ブレーン / BPS指数 / Jacobi形式 / 例外群 / 2次元Yang-Mills / リサージェンス / 2次元重力理論 / KdV方程式 / 行列模型 / 2次元Yang-Mills理論 / 位相的弦理論 / ヤコビ形式 / 楕円種数 / 分配関数 / ワイル群 / 共形場理論 / 超対称指数
研究成果の概要

M理論の基本構成要素であるM5ブレーン上に現れる低エネルギー有効理論として基本的なE弦理論について、可積分構造を利用することで、量子論的に厳密なBPS指数を解析した。E弦理論を2次元トーラスにコンパクト化することで、階数1の4次元N=2超対称共形場理論のBPS指数を調べ、その一般的構造を明らかにした。M理論に現れる弦状物体の楕円種数を調べる上で重要となる、E_n型Weyl群不変なJacobi形式について、その環の生成子の完全な組を具体的に構成した。また2次元Yang-Mills理論に関連した弦理論・M理論の設定における非摂動効果を、リサージェンス理論を用いて解析した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

弦理論は現代物理学の土台をなす一般相対論と量子論を矛盾なく両立させる数少ない理論のひとつであり、素粒子の相互作用を記述するゲージ理論および重力理論を自然に包含することから、素粒子物理の統一理論の最有力候補と目されている。量子論的に矛盾のない弦理論は5種類しかなく、これらをすべて統合する究極の母体の理論としてM理論が提唱されている。弦理論やM理論は未完成の理論であり、その完成度を高めることが分野全体の大きな目標となっている。本研究では、M理論の特定の設定において現れる可積分性を利用することで、M理論に現れる励起状態のスペクトルの厳密な解析を推進し、またそれに必要となる技術的土台を整備した。

報告書

(7件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 8件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 5件、 招待講演 8件)

  • [雑誌論文] JT gravity, KdV equations and macroscopic loop operators2020

    • 著者名/発表者名
      Kazumi Okuyama, Kazuhiro Sakai
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 01 号: 1 ページ: 156-156

    • DOI

      10.1007/jhep01(2020)156

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Holomorphic anomaly of 2d Yang-Mills theory on a torus revisited2019

    • 著者名/発表者名
      Kazumi Okuyama, Kazuhiro Sakai
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 06 号: 8 ページ: 025-025

    • DOI

      10.1007/jhep08(2019)025

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] E_n Jacobi forms and Seiberg-Witten curves2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Sakai
    • 雑誌名

      Communications in Number Theory and Physics

      巻: 13(1) 号: 1 ページ: 53-80

    • DOI

      10.4310/cntp.2019.v13.n1.a2

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Resurgence analysis of 2d Yang-Mills theory on a torus2018

    • 著者名/発表者名
      Kazumi Okuyama and Kazuhiro Sakai
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 08(2018)065 号: 8 ページ: 0-44

    • DOI

      10.1007/jhep08(2018)065

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] E_n Jacobi forms and Seiberg-Witten curves2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Sakai
    • 雑誌名

      arXiv.org

      巻: 1706.04619 ページ: 0-23

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Topological string amplitudes for the local half K3 surface2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Sakai
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: no.3, 033B09 号: 3 ページ: 1-29

    • DOI

      10.1093/ptep/ptx027

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] BPS index and 4d N=2 superconformal field theories2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Sakai
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 07(2016)046 号: 7 ページ: 0-15

    • DOI

      10.1007/jhep07(2016)046

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] BPS index and 4d N=2 superconformal field theories2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Sakai
    • 雑誌名

      arXiv.org

      巻: 1603.09108 ページ: 0-17

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A reduced BPS index of E-strings2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Sakai
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 12(2014)047 号: 12 ページ: 0-20

    • DOI

      10.1007/jhep12(2014)047

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] JT gravity, KdV equations and macroscopic loop operators2020

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Sakai
    • 学会等名
      Rikkyo MathPhys 2020(立教大学、東京都)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Holomorphic anomaly of 2d Yang-Mills theory on a torus revisited2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Sakai
    • 学会等名
      Topological Field Theories, String theory and Matrix Models - 2019 (Lebedev Physical Institute, Moscow, Russia)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] トーラス上の2次元Yang-Mills理論の正則アノマリー再考2019

    • 著者名/発表者名
      酒井一博
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会(山形大学、山形県)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] E_n Jacobi forms and Seiberg-Witten curves2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Sakai
    • 学会等名
      Topological Field Theories, String theory and Matrix Models (Lebedev Physical Institute, Moscow, Russia)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Jacobi形式とSeiberg-Witten曲線2017

    • 著者名/発表者名
      酒井一博
    • 学会等名
      日本物理学会 2017年秋季大会(宇都宮大学、栃木県)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] BPS index and 4d N=2 SCFTs2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Sakai
    • 学会等名
      NCTS Summer workshop on Strings and Quantum Field Theory
    • 発表場所
      National Tsing Hua University, Hsinchu, Taiwan
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] BPS index and 4d N=2 superconformal field theories2016

    • 著者名/発表者名
      酒井一博
    • 学会等名
      超対称理論の数理的理解の進展
    • 発表場所
      理化学研究所, 埼玉県
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] BPS index of E-strings2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Sakai
    • 学会等名
      Workshop on Topological String and Related Topics
    • 発表場所
      慶應義塾大学、神奈川県
    • 年月日
      2015-09-22
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] BPS index of E-strings2015

    • 著者名/発表者名
      酒井一博
    • 学会等名
      研究集会「数学・物理における可積分性の諸相」
    • 発表場所
      大阪市立大学、大阪府
    • 年月日
      2015-03-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Nekrasov-type formula for E-string theory2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Sakai
    • 学会等名
      Workshop “Finite-Size Technology in Low-Dimensional Quantum Systems (VII)”
    • 発表場所
      Eotvos Lorand University, Budapest, Hungary
    • 年月日
      2014-06-16
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2021-02-19  

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