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研究室情報

物質工学分野

研究室名 理論物理学   
研究室スタッフ 黒木経秀(教授) 
研究室概略 弦理論、場の理論における非摂動効果、非摂動的定式化の研究
研究室紹介 弦理論、場の理論における非摂動効果、非摂動的定式化の研究
 素粒子の標準模型は加速器実験で検証されているが、重力を含まず統一理論としては不完全である。統一理論の最有力候補が弦理論であるが、摂動論的な定式化しか持たず、現実世界に対する説明能力を備えていない。これが弦理論における最大の課題であり、30年以上解決していない。弦理論の非摂動的定式化の候補を解析し、標準模型の導出、世代数や階層性の起源の解明、量子重力など、標準模型における未解決問題を解明することは弦理論本来の目的からして真に追求すべき問題であると考える。
 弦理論は理論自体の無矛盾性の要請から10次元ローレンツ対称性、超対称性等の高い対称性を持つが、標準模型の導出にはこれらの自発的破れが期待される。それには非摂動効果が重要であり、弦理論の高い対称性が非摂動効果によってどのように破れて現在の宇宙の対称性が実現しているのかを、弦理論全体の基本的自由度を明らかにすることにより解明する。さらにそれを基に弦理論の非摂動的定式化の完成を目指す。具体的には弦理論の非摂動的定式化として有望な模型の一つが行列模型であり、実際低次元の弦理論では非摂動効果を行列模型によって記述することが可能であるため、低次元の弦理論における非摂動効果、対称性の自発的破れを行列模型によって解明しながら、より高次元の現実的な弦理論へ拡張し、同時にその非摂動的定式化の完成を目指す。
 一方近年の研究により、理論の摂動級数と非摂動効果を関連付けるresurgence構造が様々な理論で解明されており、これを弦理論に適用することによって、対称性の自発的破れを始めとする非摂動効果の解明も行っている。
 弦理論の非摂動的定式化は一般に行列模型やゲージ理論のlarge-N極限によって与えられると期待されており、large-N極限の物理を解明することは弦理論の非摂動的定式化の追究さらに弦理論自体の物理の解明に重要である。その観点から様々なlarge-Nゲージ理論の非摂動効果の解析も行っている。
主な研究テーマ ・行列模型による弦理論の非摂動的定式化
・Large-N極限における対称性の自発的破れ
・行列模型が記述する時空構造
・場の理論、弦理論における摂動級数と非摂動効果の関係
研究室HP
個別研究テーマ
テーマ 研究者
弦理論における対称性の自発的破れ(Spontaneous symmetry breaking in string theory) 黒木経秀

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