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2022 年度 実績報告書

行列模型から探るホログラフィー原理と非閉じ込め相転移

研究課題

研究課題/領域番号 21J13014
研究機関京都大学

研究代表者

渡辺 展正  京都大学, 基礎物理学研究所, 特定研究員

研究期間 (年度) 2021-04-28 – 2023-03-31
キーワード超弦理論 / 場の量子論 / 行列模型 / 非閉じ込め相転移 / ゲージ/重力対応 / モンテカルロ計算
研究実績の概要

本年度は低次元のラージNゲージ理論の有限温度相転移の文脈で確立されてきた「部分閉じ込め」現象の定式化を拡張してより一般的な理論に適用可能にする研究に取り組み、当該・周辺分野の既存概念との関係性・相補性や今後の応用について検討・議論した。さらに本年度は得られた研究成果を国内外の研究会で発表する機会に恵まれ、従来の研究の方向性に加えて、分野を超えた学際的な議論へと発展させる活路を見出せた。
部分閉じ込めはこれまでラージN極限(カラー自由度が無限大の極限)の下での理論の自由エネルギーの振る舞いという静力学的な性質による特徴づけが与えられてきた。具体例を用いて研究を進める際にも弱結合領域で構成された理論で考えることが多く、相互作用の強い場合や空間の拡がりを考慮に入れる場合といった動力学的な効果が顕著な場合にも、部分閉じ込め相が現象として生き残るかが非自明である。さらに従来の設定を超えて、カラー自由度Nが有限な系でも同様の現象がどう実現されうるかも興味深い課題であった。我々は行列場の空間での波束の概念の適用や格子正則化とその連続極限の議論によって現状の定式化を拡張し、前述のような動力学的性質を反映させられる定式化の構築を進めた。さらに並行して、Nが3の場合の計算にあたる格子QCDの数値データを利用した現象論的な研究にも着手した。これによりラージN極限下で予言された定性的振る舞いが、我々の世界に非常に近い設定でどれだけ反映されうるかを明らかにしようとする最中である。
また国際共同研究プロジェクトにて、BFSS型行列模型の格子モンテカルロ計算の研究にも参画した。先行研究で調べられていた温度領域からより低温で計算困難な領域を精細に調べ、得られた結果とゲージ/重力対応からの予言とを定量的に比較した。今後本手法を通じて、行列模型から超弦理論や背後のM理論の性質が捉えられる可能性がある。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2023 2022 その他

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

  • [国際共同研究] レーゲンスブルク大学/イェーナ大学(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      レーゲンスブルク大学/イェーナ大学
  • [国際共同研究] リバモア研究所(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      リバモア研究所
  • [国際共同研究] サリー大学(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      サリー大学
  • [雑誌論文] Precision test of gauge/gravity duality in D0-brane matrix model at low temperature2023

    • 著者名/発表者名
      Stratos Pateloudis, Georg Bergner, Masanori Hanada, Enrico Rinaldi, Andreas Schafer, Pavlos Vranas, Hiromasa Watanabe, Norbert Bodendorfer
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 03 ページ: 071

    • DOI

      10.1007/JHEP03(2023)071

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Confinement/deconfinement transition in the D0-brane matrix model ? A signature of M-theory?2022

    • 著者名/発表者名
      Georg Bergner, Norbert Bodendorfer, Masanori Hanada, Stratos Pateloudis, Enrico Rinaldi, Andreas Schafer, Pavlos Vranas, Hiromasa Watanabe
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 05 ページ: 096

    • DOI

      10.1007/JHEP05(2022)096

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Partial deconfinement: a brief overview2022

    • 著者名/発表者名
      Masanori Hanada, Hiromasa Watanabe
    • 雑誌名

      The European Physical Journal Special Topics

      巻: 232 ページ: 333 - 337

    • DOI

      10.1140/epjs/s11734-022-00709-0

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Partial deconfinement in gauge theory2023

    • 著者名/発表者名
      Hiromasa Watanabe
    • 学会等名
      Kobe Workshop on Cosmology and Fundamental Physics 2023
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Partial deconfinement in large N gauge theory2022

    • 著者名/発表者名
      Hiromasa Watanabe
    • 学会等名
      NONPERTURBATIVE AND NUMERICAL APPROACHES TO QUANTUM GRAVITY, STRING THEORY AND HOLOGRAPHY
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 単調性を用いたレプリカ交換モンテカルロ法の拡張と行列幾何学2022

    • 著者名/発表者名
      渡辺展正
    • 学会等名
      熱場の量子論とその応用 2022
  • [学会発表] ラージN理論での部分閉じ込め2022

    • 著者名/発表者名
      渡辺展正
    • 学会等名
      基研研究会・iTHEMS研究会 2022 格子上の場の理論と連続空間上の場の理論

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公開日: 2023-12-25  

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