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2020 年度 実施状況報告書

頂点代数と4次元超対称性場の量子論

研究課題

研究課題/領域番号 19K21828
研究機関東京大学

研究代表者

中島 啓  東京大学, カブリ数物連携宇宙研究機構, 教授 (00201666)

研究分担者 荒川 知幸  京都大学, 数理解析研究所, 教授 (40377974)
研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2022-03-31
キーワード頂点代数 / 4次元超対称性場の量子論 / ゲージ理論のクーロン枝 / Argyres-Douglas理論 / W代数
研究実績の概要

R1年度に引き続き、中島はMuthiah(Kavli IPMU研究員からグラスゴー大学に転出)との共同研究で、超対称性ゲージ理論のクーロン枝を用いた幾何学的佐武対応予想の考察を続けている。その中で、頂点代数との予期していなかった関連が見つかりつつある。これは、クーロン枝の同変交叉コホモロジーの、トーラス固定点における余茎を、カッツ・ムーディ・リー環の表現により特徴づけるもので、特にアファインA型のときに証明は完成されつつある。この結果により、クーロン枝の同変交叉コホモロジーによりカッツ・ムーディ旗多様体の余接束が構成される。これは、Arkhipov-Bezrukavnikov-Ginzburgによるアファイン・グラスマンの同変交叉ホモロジーと旗多様体を結びつける結果の、アファイン・リー環における類似となっている。
また、この主張は、余茎が頂点代数のコセット模型の表現になっていることを導くことが、荒川により指摘された。
アファインA型の場合に証明できる理由の一つが、クーロン枝を弓箭多様体として実現して考察可能であることである。弓箭多様体は、クーロン枝よりも広いデータに対して考えることができ、特にアファインAn型のリー環とアファインAm型のリー環の交換する表現を同変コホモロジーの双曲余茎の上に実現することができ、これはアファイン・リー環のレベル・ランク双対性の幾何学的な実現に他ならない。この視点は、上に述べた結果の証明にもよい見通しを与える。
荒川は、4次元のArgyres-Douglas理論とW代数に関する物理学者の研究を動機の一つとして、Anne MoreauとJethro van Ekerenとの共同で、冪零Slodowy横断片の特異性のW代数の崩壊レベルへの応用を行った。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究実績で述べた中島による頂点代数とクーロン枝の関係は、今まで予想されていなかったものである。R1年度考えていた証明は、有限次元の場合の Ginzburg-Riche による議論をアファイン・リー環の場合に適用するものであった。概ねの方針としてはよいものの、途中で双曲的茎を考えるコウェイトの取り換えを行う部分の考察が不十分で、ここでEtingof-Varchenko のダイナミカル・ワイル群の作用を使う必要があることがR2年度に分かったことである。この考察は、Braverman-Finkelbergによるダイナミカル・ワイル群の幾何学的な実現のアファインA型における証明になっており、それ自体が興味深い結果であると考えている。

今後の研究の推進方策

中島はクーロン枝による幾何学的佐武対応予想のアファインAn型の場合の証明を完成させ、頂点代数のコセットとの関係をはっきり確定させる。
また、アファインA型の場合には、クーロン枝の代わりに弓箭多様体、特にその特異点解消を使い、その同変コホモロジーを通常よく知られているアプローチで解析することが可能であると期待される。特に、アファインAmリー環の作用がアファインAm型のヤンギアンに拡張されて、上のアファインAn型リー環と可換になることが予想される。これは、荒川-鈴木関手とよばれるAn型リー環の表現から退化アファインワイル群の表現への関手の、アファイン・リー環における類似とみなせるはずである。
特異点解消では同変コホモロジーの代わりに同変K群を考えることもできる。そうすると、アファイン・リー環の代わりにその量子展開環、アファイン・ヤンギアンの代わりに量子トロイダル代数が現れるが、同じ結果が成り立つことが予想される。

これまで、4次元N=2の超対称共形場理論とN=4の理論は構成されてきたが、複素鏡映群に付随して、この中間のN=3の超対称共形場理論があると理論物理学で信じられるようになった。N=4の理論は、この中でワイル群に対応する場合と考えられるが、一般に対応するリー群がないのが興味深いところである。荒川は、Sven Mollerと共同で、このN=3超対称性共形場理論に付随すると期待される頂点代数の構成を行う。

次年度使用額が生じた理由

R2年度に行う研究集会に講演者を招へいする際の旅費・滞在費に予定していたところ、これが中止になったこと、またいくつか予定していた海外出張が新型コロナウイルスの影響で中止になったためである。現在のところ海外出張もできるかどうか不明であるが、研究集会への参加費、および謝金に支出することを計画している。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 11件、 招待講演 12件)

  • [国際共同研究] グラスゴー大学(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      グラスゴー大学
  • [国際共同研究] カリフォルニア工科大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      カリフォルニア工科大学
  • [国際共同研究] リール大学(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      リール大学
  • [国際共同研究] 上海交通大学(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      上海交通大学
  • [雑誌論文] Simplicity of vacuum modules and associated varieties2021

    • 著者名/発表者名
      Arakawa Tomoyuki、Jiang Cuipo、Moreau Anne
    • 雑誌名

      Journal de l’ecole polytechnique Mathematiques

      巻: 8 ページ: 169~191

    • DOI

      10.5802/jep.144

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] $\mathbb{Z}_k$-code vertex operator algebras2021

    • 著者名/発表者名
      ARAKAWA Tomoyuki、YAMADA Hiromichi、YAMAUCHI Hiroshi
    • 雑誌名

      Journal of the Mathematical Society of Japan

      巻: 73 ページ: online

    • DOI

      10.2969/jmsj/83278327

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 3d TQFTs from Argyres-Douglas theories2020

    • 著者名/発表者名
      Dedushenko Mykola、Gukov Sergei、Nakajima Hiraku、Pei Du、Ye Ke
    • 雑誌名

      Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical

      巻: 53 ページ: 43LT01~43LT01

    • DOI

      10.1088/1751-8121/abb481

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Convolution algebras and a new proof of Kazhdan-Lusztig formula2021

    • 著者名/発表者名
      Hiraku Nakajima
    • 学会等名
      東大数理談話会
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Rozansky-Witten theories with noncompact targets2021

    • 著者名/発表者名
      Hiraku Nakajima
    • 学会等名
      GeMAT seminar
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 4D/2D duality and representation theory2021

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Arakawa
    • 学会等名
      Randomness, Integrability and Representation Theory in Quantum Field Theory 2021
    • 招待講演
  • [学会発表] Ginzburg - Riche in geometric Satake for affine Lie algebras2020

    • 著者名/発表者名
      Hiraku Nakajima
    • 学会等名
      GRT at home seminar
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Euler numbers of Hilbert schemes of points on simple surface singularities2020

    • 著者名/発表者名
      Hiraku Nakajima
    • 学会等名
      Qolloquium: Quivers, Representations, Resolutions
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Euler numbers of Hilbert schemes of points on simple surface singularities and quantum dimensions of standard modules of quantum affine algebras2020

    • 著者名/発表者名
      Hiraku Nakajima
    • 学会等名
      Leicester Algebra and Geometry Open Online Seminar (LAGOON)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Bow varieties and representations of affine Lie algebras2020

    • 著者名/発表者名
      Hiraku Nakajima
    • 学会等名
      M-seminar, Kansas State University
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Quiver gauge theories with symmetrizers2020

    • 著者名/発表者名
      Hiraku Nakajima
    • 学会等名
      Online Geometry and Physics Seminar, Institute for Advanced Study in Mathematics at Zhejiang University
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Bow varieties, aka Coulomb branches of quiver gauge theories of affine type A, and representations of affine Lie algebras2020

    • 著者名/発表者名
      Hiraku Nakajima
    • 学会等名
      Quantum Geometry in Gauge Theory and Strings
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Introduction to vertex algebras and their representations I, II, III2020

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Arakawa
    • 学会等名
      Discussion Meeting on Representation Theory 2020
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 4D/2D duality and representation theory2020

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Arakawa
    • 学会等名
      Berkeley Informal String-Math Seminar
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Associated varieties and 4D/2D correspondence2020

    • 著者名/発表者名
      Tomoyuki Arakawa
    • 学会等名
      String Math 2020
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2021-12-27  

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