| 研究課題/領域番号 |
10044043
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
石川 健三 北海道大学, 大学院・理学研究科, 教授 (90159690)
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| 研究分担者 |
鈴木 久男 北海道大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (20192619)
中山 隆一 北海道大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (30217947)
河本 昇 北海道大学, 大学院・理学研究科, 教授 (50169778)
末廣 一彦 北海道大学, 大学院・理学研究科, 講師 (60211976)
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| 研究期間 (年度) |
1998 – 1999
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| キーワード | 量子ホール効果 / 負の圧縮率 / チャーン・サイモン作用 / チャーン・サイモン重力理論 / 格子重力 / D-粒子の対称性 / 超弦理論の相転移 / 量子エレトロピー |
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| 研究概要 |
低次元場の理論の研究とその応用をテーマとする本研究では、量子ホール効果の場の理論、重力の量子論並びに弦の量子論が中心的課題として取り上げられた。これら物理学の基本的諸問題に関する多方面にわたる研究が展開され、以下の成果があげられた
(1)極めて特異な量子的な物理現象である量子ホール効果の厳密性に関して、ホール系のガス状態が負の圧縮率を持つことが示され、さらにこのことより縦抵抗が有限な値をとる現実の実験状況下でもホール抵抗の値が厳密に量子化されることがしめされた。また、量子的な多体効果が重要な働きをしている分数量子ホール諸問題について、空間の対称性を最大限に保つvon Neumann格子表現を使い、相互作用によりfluxが凝縮し、Hofstadterのbutterflyスペクトルと同様なものになる一粒子状態を持つflux相に基ずく新しい平均場理論が提案された。この意味で、Hofstadterのbutterflyスペクトルと分数量子ホール効果の関連が初めて明らかにされた。
(2)時間や空間の反転に関する不変性を破る超伝導では量子ホール系と同様に電磁場に対するChern-Simons項が導かれる。磁場の役割をp波のCooper対凝縮がし、u(1)対称性が破れているときのChern-Simons項の係数には補正があること等について解明された。
(3)任意次元に一般化された偶数次元のChern-Simons作用が無限階質量殻上既約という極めて特殊なゲージ対称性の構造を持つ理論であることが示されまたこの理論の量子化に成功した。
(4)3次元Chern-Simons重力と4次元BF理論を格子上にのせる試みに成功した。
(5)ストリング理論におけるD-Particleの有効理論のコンフォーマル対称性が示され、またハミルトンーヤコービ方程式を用いたストリングの新しい定式化にせいこうした。
(5)超弦理論について、その相転移がヒッグス場による対称性の破れと解釈できる相転移点まわりでの物理量の計算について、定量的に解析する技術の開発に成功した。
(6)量子情報理論における量子的絡み合い状態についてのエントロピーの持つ関係式の導出に成功した。
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