• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2021 年度 実績報告書

ブレーンとソリトンの量子異常が導くトポロジカル物質

計画研究

研究領域次世代物質探索のための離散幾何学
研究課題/領域番号 17H06462
研究機関京都大学

研究代表者

橋本 幸士  京都大学, 理学研究科, 教授 (80345074)

研究分担者 日高 義将  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (00425604)
押川 正毅  東京大学, 物性研究所, 教授 (50262043)
衛藤 稔  山形大学, 理学部, 教授 (50595361)
研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2022-03-31
キーワード物質と離散幾何学 / ホログラフィー原理 / トポロジカルソリトン / 高次対称性
研究実績の概要

物質に双対な重力時空を再構築するため、離散幾何学の手法を応用した機械学習のニューラル常微分方程式を用い、創発時空を発見するプロトコルを開発した。また、とくに物質側をQCD物質とした場合に、Wilson loop や計算複雑性などを用いることで創発時空を再構築する公式を発案した。これにより、特に創発時空上のブラックホールの内側までも再構築することが可能となった。これらの観点をまとめ、物理学と機械学習に関する英文著書を出版した。
トポロジカルソリトンの研究においては、超高密度状態において最も基本的なカイラル非アーベリアン量子渦を発見した。また6次元時空SU(5)理論において非アーベリアン量子渦がGUTとブレーンワールド宇宙論を自然に融合することを示した。また拡張ヒッグス模型においてソリトン分極がZ-stringを安定化することを示した。
また、対称性の一般化として高次群による拡張を行なった。アクシオンを含む電磁気学において3群の構造があることを2020年度の研究で明らかにしたがそれを超伝導体へ拡張することで、さらに4群の構造が現れることを発見した。
また、AdS/CFT対応の研究においては、holographyを用いて導出された核子の行列模型を用いて原子核の結合エネルギーを計算し、この模型において核子数密度の飽和則、結合エネルギーの飽和則、魔法数という3つの重要な性質を再現することに成功した。また、量子情報理論における加法性予想について、ブラックホール近傍の輻射場の状態において成立することを示した。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (33件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 4件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 11件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 12件、 招待講演 11件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] National Taiwan University/Henan University(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      National Taiwan University/Henan University
  • [国際共同研究] GIST(韓国)

    • 国名
      韓国
    • 外国機関名
      GIST
  • [国際共同研究] Silesian University/Czech Technical University in Prague(チェコ)

    • 国名
      チェコ
    • 外国機関名
      Silesian University/Czech Technical University in Prague
  • [国際共同研究] UCSD(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      UCSD
  • [雑誌論文] Stable Z-strings with topological polarization in two Higgs doublet model2022

    • 著者名/発表者名
      Eto Minoru、Hamada Yu、Nitta Muneto
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2022 ページ: 099

    • DOI

      10.1007/JHEP02(2022)099

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Chiral non-Abelian vortices and their confinement in three flavor dense QCD2021

    • 著者名/発表者名
      Eto Minoru、Nitta Muneto
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 104 ページ: 094052

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.104.094052

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Standard model gauge fields localized on non-Abelian vortices in six dimensions2021

    • 著者名/発表者名
      Arai Masato、Blaschke Filip、Eto Minoru、Kawaguchi Masaki、Sakai Norisuke
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2021 ページ: 123B07

    • DOI

      10.1093/ptep/ptab144

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The moduli space of non-abelian vortices in Yang?Mills?Chern?Simons?Higgs theory2021

    • 著者名/発表者名
      Gudnason Sven Bjarke、Eto Minoru
    • 雑誌名

      Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical

      巻: 54 ページ: 425402~425402

    • DOI

      10.1088/1751-8121/ac254b

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Topological axion electrodynamics and 4-group symmetry2021

    • 著者名/発表者名
      Hidaka Yoshimasa、Nitta Muneto、Yokokura Ryo
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 823 ページ: 136762~136762

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2021.136762

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Global 4-group symmetry and ’t Hooft anomalies in topological axion electrodynamics2021

    • 著者名/発表者名
      Hidaka Yoshimasa、Nitta Muneto、Yokokura Ryo
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: ptab150 ページ: 1-32

    • DOI

      10.1093/ptep/ptab150

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Nuclear binding energy in holographic QCD2021

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Koji、Matsuo Yoshinori
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 104 ページ: 026006

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.104.026006

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Distance between collapsing matter and apparent horizon in evaporating black holes2021

    • 著者名/発表者名
      Ho Pei-Ming、Matsuo Yoshinori、Yokokura Yuki
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 104 ページ: 064005

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.104.064005

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Building bulk from Wilson loops2021

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Koji
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2021 ページ: 023B04

    • DOI

      10.1093/ptep/ptaa183

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Neural ordinary differential equation and holographic quantum chromodynamics2021

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Koji、Hu Hong-Ye、You Yi-Zhuang
    • 雑誌名

      Machine Learning: Science and Technology

      巻: 2 ページ: 035011~035011

    • DOI

      10.1088/2632-2153/abe527

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Bulk reconstruction of metrics inside black holes by complexity2021

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Koji、Watanabe Ryota
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2021 ページ: 15

    • DOI

      10.1007/JHEP09(2021)165

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Entanglement entropy and vacuum states in Schwarzschild geometry2022

    • 著者名/発表者名
      松尾善典
    • 学会等名
      日本物理学会 第77回年次大会
  • [学会発表] Chaos Energy Bound2022

    • 著者名/発表者名
      Koji Hashimoto
    • 学会等名
      International workshop "Future trends in gravitational physics"
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Chaos Energy Bound2022

    • 著者名/発表者名
      Koji Hashimoto
    • 学会等名
      international workshop Sogan University CQuest
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] SU(2) chiral soliton lattice from chiral vortical effect2021

    • 著者名/発表者名
      衛藤稔, 西村健太郎, 新田宗土
    • 学会等名
      日本物理学会 2021年秋季大会
  • [学会発表] Radiolaria: Topological planktons?2021

    • 著者名/発表者名
      Minoru Eto
    • 学会等名
      International Conference on Discrete Geometric Analysis for Materials Design
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Generalized global symmetry and its application2021

    • 著者名/発表者名
      日高義将
    • 学会等名
      基研研究会 素粒子物理学の進展2021
    • 招待講演
  • [学会発表] Higher group symmetry and axion electrodynamics2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshimasa Hidaka
    • 学会等名
      The 21st International Conference on Discrete Geometric Analysis for Materials Design
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Islands and vacuum states2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Matsuo
    • 学会等名
      YITP workshop "Strings and Fields 2021"
    • 国際学会
  • [学会発表] Nuclear binding energy in holographic QCD2021

    • 著者名/発表者名
      橋本幸士, 松尾善典
    • 学会等名
      日本物理学会 2021年秋季大会
  • [学会発表] Higher-order topology from 5D Weyl semimetals2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Matsuo
    • 学会等名
      The 21st International Conference on Discrete Geometric Analysis for Materials Design
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Entanglement entropy in Schwarzschild spacetime2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Matsuo
    • 学会等名
      East Asia Joint Symposium on Fields and Strings 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] Entanglement entropy and vacuum states in Schwarzschild geometry2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshinori Matsuo
    • 学会等名
      KIAS-YITP Joint Workshop 2021 String Theory and Quantum Gravity
    • 国際学会
  • [学会発表] “Bulk reconstruction of metrics by QFT data”2021

    • 著者名/発表者名
      Koji Hashimoto
    • 学会等名
      APCTP workshop “Holography 2021: Quantum Matter, Information, and Spacetime”
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Deep learning and holographic QCD2021

    • 著者名/発表者名
      Koji Hashimoto
    • 学会等名
      ECT* International Workshop "Machine learning for high energy physics: on and off the lattice"
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] "Deep Learning and Physics"2021

    • 著者名/発表者名
      橋本幸士
    • 学会等名
      日本表面真空学会
    • 招待講演
  • [学会発表] Chaos Energy Bound2021

    • 著者名/発表者名
      Koji Hashimoto
    • 学会等名
      International Workshop "Application of quantum information in QFT and cosmology"
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Deep Learning and Holographic QCD2021

    • 著者名/発表者名
      Koji Hashimoto
    • 学会等名
      International Workshop "String Data 2021"
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] Deep Learning and Physics2021

    • 著者名/発表者名
      Koji Hashimoto, Akinori Tanaka, Akio Tomiya
    • 総ページ数
      207
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      978-981-33-6108-9

URL: 

公開日: 2022-12-28  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi