2023 年度研究成果報告書

ホログラフィック双対の場の量子論からの導出

研究課題

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研究課題/領域番号	19H01897
研究種目	基盤研究(B)
配分区分	補助金
応募区分	一般
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
研究機関	京都大学
研究代表者	杉本茂樹京都大学, 理学研究科, 教授 (80362408)
研究期間 (年度)	2019-04-01 – 2023-03-31
キーワード	ホログラフィック双対 / 弦理論 / 場の量子論
研究成果の概要	原子核の内部に存在するクォークやグルーオンと呼ばれる素粒子を記述する理論であるQCDを弦理論に基づくホログラフィック双対を用いて解析し、バリオン（陽子や中性子の仲間）の励起状態を記述する方法や、その内部の圧力やせん断力の情報を担う重力形状因子と呼ばれる量を計算する方法を開発した。また、フェルミオンの質量が時空の座標に依存する場合に、対称性が量子論的効果で破れることを指摘し、それを簡潔に表す数式を導いた。その他にも、時空に作用する対称性が自発的に破れたときの低エネルギー理論の幾何学的構造の解明や弦理論における新たな時空構造の発見などの成果が得られた。
自由記述の分野	素粒子論
研究成果の学術的意義や社会的意義	エレクトロニクスに代表される現代の我々の生活を支えるテクノロジーの多くは量子力学によって築かれたものであると言える。場の量子論はこの量子力学の発展の末に得られた理論で、ミクロの世界の物理を記述する基礎理論であるが、今でも理論的に解明すべき謎や課題が多い。一方、あらゆる素粒子が一種類のひもから生じると考える弦理論は、物質や力を統一する究極の統一理論の候補と期待されているばかりではなく、場の量子論との深い関係が指摘され、盛んに研究されている。我々の研究はこれらの理論に対する新たな知見を得るもので、将来的には物質や時空の起源や、宇宙の誕生の秘密の解明につながると期待している。