場と重力の理論の基礎の解明とその応用

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13640284
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 細谷 裕 大阪大学, 大学院・理学研究科, 教授 (50324744)
• キーワード: 宇宙的殻構造 / 磁場生成 / 超弦理論 / 細谷機構 / 対称性 / false真空

研究概要

(1)Scalar-Einstein理論で宇宙的殻構造が生じることを発見した。スカラー場のエネルギー・スケールがPlanck質量に比べて小さく、空間が漸近的にde Sitterのとき、いつでも起こる現象で、普遍的なものである。(中嶋、Kapusta、Daghighとの共同研究)さらに、スカラー場と相互作用するフェルミオンがあると、中心部ではfalse真空、外側ではtrue真空となる球状の配位が実現することを確立しつつある。(Daghighとの共同研究)
(2)Weinberg-Salam-Einstein理論で宇宙が閉じている場合、Higgs場とYang-Mills場が絡まった配位をとり、宇宙の膨張とともに、この配位は不安定となり、より安定な状態に移っていく。この過程で大きな磁場が自然に生成されることを示した。(窪田、江本との共同研究)
(3)超弦理論は10次元で定義されるが、観測されている時空は4次元である。見えていない6次元は弦理論ではWeyl不変性を保証するものとなっていないといけない。曲がった空間で、かつB場がnontrivialな配位が整合的に存在することを示した。
(4)Orbifolds、特に、M^4x(S^1/Z_2)上のゲージ理論では細谷機構による対称性の再編成が力学的におこる。境界条件の同値類の概念の導入し、一つの同値類の中では、最初の対称性にかかわらず、量子効果により同じ物理的対称性が実現することを示した。SU(5)モデルを詳しく調べた。(波場、原田、川村との共同研究)

研究成果

• [文献書誌] Y.Hosotani, T.Nakajima, R.Daghigh, J.Kapusta: "Cosmic Shells"Physical Review D. 66. 104020-1-104020-10 (2002)
• [文献書誌] H.Emoto, Y.Hosotani, T.Kubota: "Cosmology in the Einstein-electroweak theory and magnetic fields"Progress of Theoretical Physics. 108. 157-183 (2002)
• [文献書誌] Y.Hosotani, H.Emoto, T.Kubota: "Cosmic Solutions in the Einstein-Weinberg-Salam Theory and the Generation of Large Electric and Magnetic Fields"Proceedings of the 31st International Conference on High Energy Physics, Amsterdam, July 2002. (採用決定).
• [文献書誌] Y.Hosotani: "Weyl Invariant Space-time"Progress of Theoretical Physics. 109. 295-303 (2003)
• [文献書誌] N.Haba, M.Harada, Y.Hosotani, Y.Kawamura: "Dynamical rearrangement of gauge symmetry on the orbifold S^1/Z_2"Nuclear Physics B. (採用決定)(to be published).
• [文献書誌] Y.Hosotani: "GUT on Orbifolds--Dynamical rearrangement of gauge symmetry--"Proceedings of the 2002 Int. Workshop on Strong Coupling Gauge Theories and Effective Field Theories. (採用決定).