ゲージ/重力対応の直接検証及びそれに基づく時空構造の研究

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20540286
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構
• 研究代表者: 西村 淳 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, 准教授 (90273218)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2012
• キーワード: 超弦理論 / 行列模型 / ゲージ理論 / 超対称性 / ブラックホール

研究概要

1次元超対称ゲージ理論の数値シミュレーションを行い、超弦理論から予想される「ゲージ/重力対応」を検証した。又これにより、ブラックホールの内部構造に関する新しい知見を得ることができた。一方、超弦理論の非摂動的定式化として提唱されている行列模型を、ローレンツ計量の場合について数値シミュレーションを行うことにより、微視的な9次元の空間から、ある時刻を境に3次元方向だけが膨張し始めるという結果を得た。これは宇宙の誕生を示唆するものとして重要である。

研究成果

• [雑誌論文] The Origin of space-time as seen from matrix model simulations (2012)
  • 著者名/発表者名: J.Nishimura
  • 雑誌名: PTEP 巻: 2012 ページ: 01A101.
  • DOI: DOI:10.1093/ptep/pts004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical studies of the ABJM theory for arbitrary N at arbitrary coupling constant (2012)
  • 著者名/発表者名: M.Hanada, M.Honda, Y.Honma, J.Nishimura, S.Shiba and Y.Yoshida
  • 雑誌名: JHEP 巻: 1205 ページ: 121
  • DOI: DOI:10.1007/JHEP05(2012)121
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expanding (3+1)-dimensional universe from a Lorentzian matrix model for superstring theory in (9+1)-dimensions (2012)
  • 著者名/発表者名: S.-W.Kim, J.Nishimura and A.Tsuchiya
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 巻: 108 ページ: 011601
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevLett.108.011601
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct test of the gauge-gravity correspondence for Matrix theory correlation functions (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Hanada, J.Nishimura, Y.Sekino and T.Yoneya
  • 雑誌名: JHEP 巻: 1112 ページ: 020
  • DOI: DOI:10.1007/JHEP12(2011)020
  • 査読あり
• [雑誌論文] Systematic study of the SO(10) symmetry breaking vacua in the matrix model for type IIB superstrings (2011)
  • 著者名/発表者名: J.Nishimura, T.Okubo and F.Sugino
  • 雑誌名: JHEP 巻: 1110 ページ: 135
  • DOI: DOI:10.1007/JHEP10(2011)135
  • 査読あり
• [雑誌論文] General approach to the sign problem: Factorization method with multiple observables (2011)
  • 著者名/発表者名: K.N.Anagnostopoulos, Takehiro Azuma, Jun Nishimura
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 83 ページ: 054504.
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevD.83.054504
  • 査読あり
• [雑誌論文] Monte Carlo studies of Matrix theory correlation functions (2010)
  • 著者名/発表者名: Masanori Hanada, Jun Nishimura, Yasuhiro Sekino, Tamiaki Yoneya
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 巻: 104 ページ: 151601
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevLett.104.151601
  • 査読あり
• [雑誌論文] Higher derivative corrections to black hole thermodynamics from supersymmetric matrix quantum mechanics (2009)
  • 著者名/発表者名: Masanori Hanada, Yoshifumi Hyakutake,Jun Nishimura, Shingo Takeuchi
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 巻: 102 ページ: 191602
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevLett.102.191602
  • 査読あり
• [雑誌論文] Schwarzschild radius from Monte Carlo calculation of the Wilson loop insupersymmetric matrix quantum mechanics (2009)
  • 著者名/発表者名: Masanori Hanada, Akitsugu Miwa, Jun Nishimura, Shingo Takeuchi
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 巻: 102 ページ: 181602
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevLett.102.181602
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deconfinement phase transition in N=4 super Yang-Mills theory on R x S^3 from supersymmetric matrix quantum mechanics (2009)
  • 著者名/発表者名: Goro Ishiki, Sang-Woo Kim, Jun Nishimura, Asato Tsuchiya
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett 巻: 102 ページ: 111601
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevLett.102.111601
  • 査読あり
• [学会発表] 3D out of 9D---the birth of our Universe from the superstring theory on computer (2012)
  • 著者名/発表者名: Jun Nishimura
  • 学会等名: TRIUMF workshop「Lattice Field Theory in the LHC Era」
  • 発表場所: TRIUMF、University of British Columbia、バンクーバー、カナダ
  • 年月日: 20121102-03
• [学会発表] (3+1)-dimensional expanding universe from a Lorentzian matrix model for superstring theory in (9+1) dimensions (2012)
  • 著者名/発表者名: Jun Nishimura
  • 学会等名: 国際会議「Progress in Quantum Field Theory and String Theory」
  • 発表場所: 大阪市立大学、メディアセンター
  • 年月日: 20120403-07
• [学会発表] Large-N reduction and supersymmetry (2010)
  • 著者名/発表者名: Jun Nishiimura
  • 学会等名: MCFP workshop on Large-N gauge theories
  • 発表場所: メリーランド大学、College Park、アメリカ
  • 年月日: 20100513-15
• [学会発表] Does 4d space-time emerge dynamically from the IKKT matrix model ? (2009)
  • 著者名/発表者名: Jun Nishimura
  • 学会等名: 国際ワークショップ "Numerical Approaches to AdS/CFT, Large N and Gravity"
  • 発表場所: Imperial College、ロンドン、イギリス
  • 年月日: 20090928-1002
• [学会発表] 超弦理論の数値シミュレーション (2009)
  • 著者名/発表者名: 西村 淳
  • 学会等名: 日本物理学会 2009 年秋季大会
  • 発表場所: 甲南大学 岡本キャンパス
  • 年月日: 20090910-13
• [学会発表] Non-lattice simulation of supersymmetric gauge theories as a probe to quantum black holes and strings (2009)
  • 著者名/発表者名: J.Nishimura
  • 学会等名: LATTICE2009
  • 発表場所: 北京大学、中国
  • 年月日: 20090726-31
• [学会発表] Simulating Quantum Black Holes and Quantum Universe (2008)
  • 著者名/発表者名: Jun Nishimura
  • 学会等名: IPMU focus week "Quantum Black Holes"
  • 発表場所: 東京大学 数物連携宇宙研究機構(IPMU)
  • 年月日: 20080912-16
• [図書] 超弦理論の数値シミュレーションが示唆する宇宙の誕生 (2013)
  • 著者名/発表者名: 丸善, 西村淳
  • 総ページ数: 24-30
  • 出版者: パリティ
• [図書] 岩波講座「計算科学」 第二巻 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宇川彰ほか
  • 総ページ数: 205-224
  • 出版者: 岩波書店
• [図書] 別冊数理科学 2008 年 10 月号「量子重力理論- 広がる多彩な最前線 -」 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小玉英雄ほか
  • 総ページ数: 56-61
  • 出版者: サイエンス社
• [備考] 宇宙誕生の様子を示唆する数値シミュレーションの結果に関して、KEKの広報室を通してプレスリリース、記者会見を行い、テレビ(NHK)、新聞(朝日、日経、産経、日刊工業)、英国のウェブ(Physics World)などで取り上げられた。
• [備考] 7月28日、朝日カルチャーセンター(新宿住友ビル)において、「超弦理論の数値シミュレーションが描く宇宙誕生の様子～9 次元空間から 3 次元空間への相転移」というタイトルで一般の方を対象にした講演を行った。(「スーパーコンピュータが明かす宇宙と物質の起源」というシリーズ)
• [備考] ホームページ
  • URL: http://research.kek.jp/people/jnishi/