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2023 年度 実績報告書

可解なフラクトン系によるホログラフィーの解明

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ1708
配分区分基金
研究機関京都大学

研究代表者

福島 理  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
キーワード熱化 / 一般化対称性 / 固有状態熱化仮説
研究実績の概要

フラクトンに基づいたホログラフィーを探索するために、昨年度に引き続きフラクトンの励起をもつ系の非自明な非平衡ダイナミクスに着目して研究をおこなった。そのような系において、 孤立系の量子ダイナミクスを解析すると通常の熱平衡状態に緩和しないという事実が近年注目されており、Hilbert space fragmentationなどの視点から議論が行われている。この現象フラクトン系の持つ部分系対称性の数が、 系の境界の面積に比例して増大するためであると考えられる。逆にこれらの対称性で区別されるそれぞれのセクター内ではカオス的に振る舞い、通常の熱的アンサンブルに緩和することが期待される。
本年度は特に、一般化対称性の一種である高次対称性が場の量子論の熱化に与える影響を明らかにした。(d+1)次元の高次対称性は(d-p)次元的なトポロジカル演算子で特徴づけられる。このような演算子が存在するとき、我々はある仮定の下、熱化の十分条件である固有状態熱化仮説が破れることを証明した。この結果は、高次対称性がある系ではカノニカルアンサンブルなどの通常のアンサンブルに緩和しない可能性を示唆している。我々はさらに実現するアンサンブルとして高次対称性を考慮した一般化ギブスアンサブルを提案し、離散的対称性の時は実際にこの一般化ギブスアンサンブルが定常状態として実現することを示した。
本研究課題を通して、特殊な対称性を持つ場の量子論の様々な普遍的性質が明らかになった。孤立量子系の熱化の文脈で近年発展してきた手法を応用することにより、このような特殊な対称性を含む系におけるホログラフィーの探索の指針を与えることが期待される。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Remarks on Effects of Projective Phase on Eigenstate Thermalization Hypothesis2024

    • 著者名/発表者名
      Fukushima Osamu
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2024 ページ: -

    • DOI

      10.1093/ptep/ptae039

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Violation of Eigenstate Thermalization Hypothesis in Quantum Field Theories with Higher-Form Symmetry2023

    • 著者名/発表者名
      Fukushima Osamu、Hamazaki Ryusuke
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 131 ページ: -

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.131.131602

    • 査読あり
  • [学会発表] Higher-form symmetry and eigenstate thermalization hypothesis2024

    • 著者名/発表者名
      Osamu Fukushima
    • 学会等名
      The 2nd young researchers' workshop of the Extreme Universe Collaboration
    • 国際学会
  • [学会発表] Higher-form symmetry and eigenstate thermalization hypothesis2024

    • 著者名/発表者名
      Osamu Fukushima
    • 学会等名
      Kanto-NTU High Energy Physics Workshop
    • 国際学会
  • [学会発表] Higher-form symmetry and eigenstate thermalization hypothesis2023

    • 著者名/発表者名
      Osamu Fukushima
    • 学会等名
      Integrability, Deformations and Chaos
    • 国際学会
  • [学会発表] 高次対称性と固有状態熱化仮説2023

    • 著者名/発表者名
      福島 理
    • 学会等名
      日本物理学会年次大会
  • [学会発表] 高次対称性と固有状態熱化仮説2023

    • 著者名/発表者名
      福島 理
    • 学会等名
      熱場の量子論とその応用
  • [学会発表] 高次対称性と固有状態熱化仮説2023

    • 著者名/発表者名
      福島 理
    • 学会等名
      第69回原子核三者若手夏の学校
  • [学会発表] Higher-form symmetry and eigenstate thermalization hypothesis2023

    • 著者名/発表者名
      福島 理
    • 学会等名
      場の理論と弦理論

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公開日: 2024-12-25  

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