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2011 年度 実績報告書

超弦理論が宇宙論とブラックホールの量子論に与える示唆

研究課題

研究課題/領域番号 21740216
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

関野 恭弘  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, 研究員 (50443594)

キーワード素粒子論 / 宇宙物理
研究概要

1.宇宙初期の加速膨張期(インフレーション)において、宇宙背景輻射の温度揺らぎが生成される新しいメカニズムを提案した。これは、通常考えられているスカラー場(インフラトン)の準古典的揺らぎによるメカニズムとは異なり、超弦理論に存在する多数の場の純粋に量子的な効果に基づくものである。宇宙背景輻射の観測から超弦理論のパラメーターを決定する可能性を探った。(羽原由修氏(岡山光量子科学研究所)、川合光氏(京都大学)、二宮正夫氏(岡山光量子科学研究所)との共同研究。)
2.M理論(超弦理論の強結合極限)の非摂動的定式化として提案されているBFSS(Banks-Fischler-Shenker-Susskind)行列模型の相関関数の研究を行った。この理論は、ブラックホールのダイナミクスの解明の上で重要であるが、強結合での振る舞いは複雑であまり理解されていない。以前の研究で、ゲージ/重力対応(行列模型と超弦理論の等価性)に基づく方法により相関関数を求め、特定の演算子の相関関数は冪則(冪は自由場の冪とは異なる分数)に従う事などを発見していたが、今回、モンテカルロ・シミュレーションによる数値的解析により、その結果を高い精度で確認した。(花田政範氏(KEK)、西村淳氏(KEK)、米谷民明氏(放送大学)との共同研究。)
3.前年度から行っている、「超弦理論のランドスケープ」に基づく宇宙論の研究を続けた。超弦理論は、我々の宇宙はより大きい宇宙項を持った宇宙からのバブルの生成によって出来たことを示唆している。バブルの生成で出来た宇宙を記述する非摂動的定式化、「永久インフレーション」の相構造、宇宙背景輻射の揺らぎの特徴、に関する研究を行った。(これまでの研究成果と進行中の研究に関して、国内外の学会、研究会で講演した。)

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] CMB Fluctuations and String Compactification Scales2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshinobu Habara, Hikaru Kawai, Masao Ninomiya and Yasuhiro Sekino
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 707 ページ: 198-202

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Possible origin of CMB temperature fluctuations : Vacuum fluctuations of Kaluza-Klein and string states during inflationary era2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshinobu Habara, Hikaru Kawai, Masao Ninomiya, Yasuhiro Sekino
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: (掲載決定済)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct test of the gauge-gravity correspondence for Matrix theory correlation functions2011

    • 著者名/発表者名
      Masanori Hanada, Jun Nishimura, Yasuhiro Sekino, Tamiaki Yoneya
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 1112 ページ: 020

    • DOI

      10.1007/JHEP12(2011)020

    • 査読あり
  • [学会発表] A novel source of CMB temperature fluctuations : Vacuum fluctuations of Kaluza-Klein and string states during inflationary era2012

    • 著者名/発表者名
      羽原由修(登壇者)、川合光、二宮正夫、関野恭弘
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      関西学院大学(兵庫県)
    • 年月日
      2012-03-24
  • [学会発表] FRW/CFT duality : A holographic framework for eternal inflation2012

    • 著者名/発表者名
      関野恭弘
    • 学会等名
      KEK理論研究会2012
    • 発表場所
      高エネルギー加速器研究機構(茨城県)(招待講演)
    • 年月日
      2012-03-07
  • [学会発表] FRW/CFT duality : A holographic framework for eternal inflation2012

    • 著者名/発表者名
      関野恭弘
    • 学会等名
      Asian Winter School on Strings, Particles and Cosmology
    • 発表場所
      ホテルビレッジ草津(群馬県)
    • 年月日
      2012-01-14
  • [学会発表] FRW/CFT duality : A holographic framework for eternal inflation2011

    • 著者名/発表者名
      関野恭弘
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      弘前大学(青森県)
    • 年月日
      2011-09-19
  • [学会発表] 宇宙背景輻射のゆらぎと超弦理論のコンパクト化半径について2011

    • 著者名/発表者名
      羽原由修(登壇者)、川合光、二宮正夫、関野恭弘
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      弘前大学(青森県)
    • 年月日
      2011-09-17
  • [学会発表] Non-perturbative studies of Matrix theory correlation functions and the gauge-gravity correspondence2011

    • 著者名/発表者名
      花田政範、西村淳、関野恭弘(登壇者)、米谷民明
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      弘前大学(青森県)
    • 年月日
      2011-09-16
  • [学会発表] Topics in Eternal Inflation2011

    • 著者名/発表者名
      関野恭弘
    • 学会等名
      Summer Institute 2011
    • 発表場所
      富士吉田・富士Calm(山梨県)(招待講演)
    • 年月日
      2011-08-06
  • [学会発表] Correlation functions in FRW/CFT duality2011

    • 著者名/発表者名
      関野恭弘
    • 学会等名
      Holographic Cosmology 2.0
    • 発表場所
      Perimeter Institute for Theoretical Physics(カナダ)(招待講演)
    • 年月日
      2011-06-24
  • [学会発表] Fast scramblers2011

    • 著者名/発表者名
      関野恭弘
    • 学会等名
      Quantum Information in Quantum Gravity and Condensed-Matter Physics
    • 発表場所
      Aspen Center for Physics(アメリカ)(招待講演)
    • 年月日
      2011-05-23

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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