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2016 年度 実施状況報告書

共形ガリレイ群の表現論と数学的・物理的応用

研究課題

研究課題/領域番号 26400209
研究機関大阪府立大学

研究代表者

会沢 成彦  大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (70264786)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワードリー群・リー代数 / 表現論 / 微分方程式 / 対称性
研究実績の概要

本研究課題は共形ガリレイ群と呼ばれるリー群の表現論を発展させ, それを数学の他の分野や理論物理へ応用することを目的としている. 共形ガリレイ群は非相対論的な時空における共形変換の集合であり, 無限個の異なるリー群の総称である. 量子力学の基礎方程式であるシュレーディンガー方程式は共形ガリレイ群のひとつを対称性として持つなど, 非相対論系における基本的な群である. 共形ガリレイ群では空間の次元は3である必要はなく, 任意の次元を考えることができる. また, 空間の次元を固定しても相異なる共形ガリレイ群は無限個存在し, それらは非負整数, または正の整数でパラメトライズされる. また, リー超群や無限次元リー群への拡張などさまざまなバラエティがある. 本年度は, 無限次元版の共形ガリレイ群のリー代数の表現論, および, 共形ガリレイ群を「拡張されたリー超群」に格上げしたものと微分方程式の関係について大きな進展を得ることができた. 研究成果は次のとおりである.
1. 空間1次元の場合の共形ガリレイ超代数(代数の次元は無限大)について, 中心拡大の分類, 余随伴表現と呼ばれる表現の構築, 演算子積展開の導出などを行い, この代数の応用に使われるであろう基本的な道具を開発した.
2. 前年までにLevy-Leblond方程式というスピン1/2の粒子を記述する方程式(空間3次元)が共形ガリレイ群を「拡張されたリー超群」に格上げしたもので与えられることを示した. 同様な方程式を任意の次元の空間で構成する方法を与えた. また, Levy-Leblon方程式は自由粒子に対する方程式であるが, ポテンシャルがある場合の同方程式の構成方法も与えることができた. そして, 空間1, 2次元の場合もLevy-Leblond方程式の対称性が同様の「拡張されたリー超群」であることを示した.

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

「拡張されたリー超群」は1970年代に導入されたものであるが, 今日まで物理学的に重要なものであるとは認識されていなかった. 今回Levy-Leblond方程式という物理的に重要な方程式の対称性として共形ガリレイ群に付随する「拡張されたリー群」が時空の次元によらず現れることが明らかとなった. 微分方程式の対称性としてこのような代数構造を論じたのはおそらく初めてのことと思われ, このことは研究を計画していた時点では予想できなかった大きな進展である.

今後の研究の推進方策

基本的には当初の計画どおりであるが, 次の点を重要な変更として加える. 当初の計画ではリー群とリー超群のみを研究の対象としていたが, それに拡張されたリー超群も加える. つまり, 共形ガリレイ群に対して研究課題に挙げていた項目と同じことを共形ガリレイ群に付随する拡張されたリー超群に対しても行う. 特に, 拡張されたリー超群の表現論の研究はあまりないようであり, 物理的意義もまだ十分には解明されていないので, それらを明らかにしたい.

次年度使用額が生じた理由

「その他」費を使用しなかったため.

次年度使用額の使用計画

旅費, または物品費の一部として使用する.

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2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 2件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] R.K.M. Vivekananda College(インド)

    • 国名
      インド
    • 外国機関名
      R.K.M. Vivekananda College
  • [国際共同研究] Centro Brasileiro de Pesquisas Fisicas/Universidade Federal do ABC,(ブラジル)

    • 国名
      ブラジル
    • 外国機関名
      Centro Brasileiro de Pesquisas Fisicas/Universidade Federal do ABC,
  • [雑誌論文] Invariant PDEs of Conformal Galilei Algebra as deformations: cryptohermiticity and contractions2016

    • 著者名/発表者名
      N. Aizawa, Z. Kuznetsova and F. Toppan
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2016 ページ: 083A01

    • DOI

      10.1093/ptep/ptw100

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Aspects of infinite dimensional l-super Galilean conformal algebra2016

    • 著者名/発表者名
      N. Aizawa and J. Segar
    • 雑誌名

      Journal of Mathematical Physics

      巻: 57 ページ: 123502

    • DOI

      10.1063/1.4972023

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Z2xZ2-graded Lie symmetries of the Levy-Leblond equations2016

    • 著者名/発表者名
      N. Aizawa, Z. Kuznetsova, H. Tanaka and F. Toppan
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2016 ページ: 123A01

    • DOI

      10.1093/ptep/ptw176

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Levy-Leblond方程式の対称性と次数付リー代数2017

    • 著者名/発表者名
      会沢成彦, 田中寛人, Z. Kuznetsova, F. Toppan
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      大阪大学(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-20
  • [学会発表] Generalized supersymmetry and L\'evy-Leblond equation2016

    • 著者名/発表者名
      N. Aizawa, Z. Kuznetsova, H. Tanaka, F. Toppan
    • 学会等名
      XXXI International Colloquium on Group-Theoretical Methods in Physics
    • 発表場所
      リオデジャネイロ(ブラジル)
    • 年月日
      2016-06-19 – 2016-06-25
    • 国際学会

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公開日: 2018-01-16  

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