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2012 年度 実施状況報告書

AdS/CFT対応による非平衡定常物理学への新アプローチ

研究課題

研究課題/領域番号 23654132
研究機関名古屋大学

研究代表者

中村 真  名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (00360610)

キーワードAdS/CFT対応 / 非平衡定常系 / 非線形電気伝導
研究概要

本年度は、前年度に発見した、新奇な非平衡相転移に関する詳細な解析をAdS/CFT対応を用いて進めた。さらに、非平衡定常系における有効温度に関する研究、量子異常が非平衡系に与える影響の研究、を進めた。
1)新奇な非平衡相転移に関する詳細な解析:前年度に発見した、定常電流存在下で発現し得る新奇な非平衡相転移について、AdS/CFT対応を用いて詳細に解析し、非平衡二次転移点における臨界指数などを求めた。得られた臨界指数からは背後に平均場理論の存在が示唆され、今後のモデル構成などに対する示唆が得られた。また、実験物理学者との意見交換も進め、より実験系のセットアップに近い状況での計算も進めた。
2)非平衡定常系における有効温度の研究:非平衡定常系では、着目系に対する有効温度を定義できる場合があり、その有効温度は一般に、接する熱浴の温度とは異なる。AdS/CFT対応を用いると、この有効温度に対する新たな視点が重力理論の枠組みで得られる。本研究では有効温度の具体的な計算をAdS/CFT対応を用いて進め、非平衡定常系における有効温度の挙動について、新たな知見を得た。
3)量子異常が非平衡系に与える影響の研究:定常電流の流れる非平衡定常系に、カイラル量子異常がある場合の挙動について、AdS/CFT対応を用いて調べた。その結果、カイラル量子異常の大きさや、系の電流密度の大きさがある程度以上大きな系では、系に不安定性が現れることを見出した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

交付申請文書に記載した研究目的は1)AdS/CFT対応を用いて強相関電荷系における非バリスティックな負性微分伝導を解析し、その発現メカニズム、負性微分抵抗由来の電流発振現象など、関連する物理現象を明らかにする、2)非平衡定常系に対し提案されている各種関係式やオンサガーの変分原理を、平衡から離れた量子系においてAdS/CFT対応の手法で検証し一般化する、の2点であった。本年度までの研究により、新奇な非平衡相転移や量子異常による不安定性などを発見し、1)「関連する物理現象」について想定以上の知見が得られている。また、2)に関しては、本年度までに定義した非平衡定常系での熱力学ポテンシャルをもとに、引き続き解析が進展している。これらを総合すると、当初の計画以上に研究が進んでいると言える。

今後の研究の推進方策

今後は、引き続き、本年度までに発見された新奇な非平衡相転移に関する詳細を解析していく。例えば、現時点までで計算のできていない、いくつかの臨界指数についても計算を行い、平衡系の場合に知られている臨界指数間の関係式が非平衡定常系でも成立しているのかどうか、などについて調べる。また、背後に存在が示唆される平均場理論についても構成を試み、より広い範囲の非平衡定常系の相転移に関する、一般論を展開したいと考えている。また量子異常がもたらす不安定性や、非平衡定常系の有効温度に関しても、さらに新しい知見が得られるように解析を進めてゆく。本年度は最終年度のため、実験物理学者との交流にも力を入れ、本研究で得られた結果の実験的検証への可能性も積極的に探る。

次年度の研究費の使用計画

次年度は、引き続き研究発表、意見交換のための旅費、必要な知識を得るための文献購入費、などに研究費を使用する。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Nonequilibrium phase transitions and critical phenomena from AdS/CFT2013

    • 著者名/発表者名
      Shin Nakamura
    • 雑誌名

      Int. J. Mod. Phys. Conf. Ser.

      巻: 21 ページ: 155 --- 156

    • DOI

      10.1142/S2010194513009586

  • [雑誌論文] Nonequilibrium Phase Transitions and Nonequilibrium Critical Point from Anti de Sitter Space/Conformal Field Theory Correspondence2012

    • 著者名/発表者名
      Shin Nakamura
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 109 ページ: 120602

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.109.120602

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonequilibrium phase transitions in gauge-theory plasma2012

    • 著者名/発表者名
      Shin Nakamura
    • 雑誌名

      Prog. Theor. Phys. Suppl.

      巻: 195 ページ: 120-128

    • DOI

      10.1143/PTPS.195.120

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Holographic Mean-Field Theory for Baryon Many-Body Systems2012

    • 著者名/発表者名
      Masayasu Harada, Shin Nakamura, Shinpei Takemoto
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 86 ページ: 021901

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.86.021901

    • 査読あり
  • [学会発表] 非平衡相転移・非平衡臨界点のAdS/CFT対応による解析

    • 著者名/発表者名
      中村 真
    • 学会等名
      基研研究会:場の理論と弦理論
    • 発表場所
      京都大学基礎物理学研究所
  • [学会発表] 非平衡相転移・非平衡臨界点のAdS/CFT対応による解析

    • 著者名/発表者名
      中村 真
    • 学会等名
      基研研究会:「熱場の量子論とその応用」
    • 発表場所
      京都大学基礎物理学研究所
  • [学会発表] Non-equilibrium Phase Transitions and Non-equilibrium Critical Point in AdS/CFT

    • 著者名/発表者名
      中村 真
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      京都産業大学
  • [学会発表] AdS/CFT対応を用いた非平衡定常状態における相転移と臨界現象の解析

    • 著者名/発表者名
      中村 真
    • 学会等名
      日本物理学会2012年秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学
  • [学会発表] AdS/CFT対応による非平衡相転移・臨界現象

    • 著者名/発表者名
      中村 真
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学
    • 招待講演
  • [学会発表] 非平衡相転移のAdS/CFT対応を用いた解析

    • 著者名/発表者名
      中村 真
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学

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公開日: 2014-07-24  

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