BSM as Weyl-invariant quantum field theory

BSM 作为 Weyl 不变量子场论

• 批准号: 21K03539
• 负责人: 小田 一郎
• 金额: $ 2.41万
• 依托单位: University of the Ryukyus
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03539/
• 关键词: ワイル不変な重力理論; BRST量子化; 自発的対称性の破れ; 標準理論を超える理論; ワイル不変な理論

当該年度には3本の論文を執筆し、米国物理学会の専門雑誌(Physical Review D)に投稿し、掲載された。Physical Review Dはインパクトファクターが5.4と高く、掲載されるのが難しい、評価の高い専門雑誌である。具体的には、スケール不変な量子重力理論を構成したこと、ワイル不変なスカラー・テンソル重力理論の量子論を構成したこと、ワイル共形不変な重力理論のBRST形式を構成したことなどである。また、これらの理論に存在する大域的な対称性を明らかにし、その自発的な対称性の破れなどを調べた。さらに、これらの理論の物理的なS行列のユニタリー性を証明した。特に、宇宙物理学の分野で重要な理論であるブランス・ディッケ重力理論は、スケール不変なスカラー・テンソル重力理論と古典的に等価であることが分かっている。本研究によって、ブランス・ディッケ古典重力理論に対応する量子重力理論を初めて構成したことは、宇宙論的にもきわめて重要であると思う。今後は、これまでの研究を踏まえて、作用が共形テンソルの2乗の形で与えられるワイル不変なコンフォーマル重力理論に対する量子重力理論を構成すること(現在進行中)、この理論に存在する有質量のゴースト粒子の閉じ込め機構を明らかにすること、またワイル不変な正則化の手続きに基づいた理論を構成し、ワイル異常項がないことを示すことなどを研究したい。さらに、本研究をワイル幾何学の重力理論にも適用し、現在存在する未解決な問題、たとえば、宇宙項の問題、暗黒物質の問題、インフレーションの問題、ゲージ階層性の問題等を明らかにしたいと思っている。

年内，他撰写了三篇论文并提交给美国物理学会期刊（Physical Review D）发表。 Physical Review D的影响因子高达5.4，是一本发表难度较高的专业期刊。具体来说，他构建了尺度不变的量子引力理论、标量张量引力的外尔不变量子理论以及外尔构象不变引力理论的BRST形式。我们还阐明了这些理论中存在的全局对称性，并研究了自发对称性破缺。此外，我们证明了这些理论的物理S矩阵的幺正性。特别是，天体物理学领域的重要理论布兰斯-迪克引力理论被发现与尺度不变标量张量引力理论在经典上等价。我认为这项研究从宇宙学的角度来看是极其重要的，因为我们首次构建了与布兰斯-迪克经典引力理论相对应的量子引力理论。将来，基于之前的研究，我们将构建一个Weyl不变共形引力理论的量子引力理论（目前正在进行中），其中作用以共形张量的平方的形式给出，我希望为了研究大质量鬼粒子的约束机制，构建了基于Weyl不变正则化过程的理论，并证明不存在Weyl异常项。此外，我想将这个研究应用到外尔几何的引力理论中，以澄清目前尚未解决的问题，例如宇宙学术语问题、暗物质问题、暴胀问题、规范层次问题等。这就是我的想法。

项目成果

Quantum theory of Weyl-invariant scalar-tensor gravity

• DOI: 10.1103/physrevd.105.126018
• 发表时间: 2022-04
• 期刊: Physical Review D
• 影响因子: 5
• 作者: I. Oda

Restricted Weyl symmetry and spontaneous symmetry breakdown of conformal symmetry

限制外尔对称性和共形对称性的自发对称破缺

• DOI: 10.1142/s0217732321502035
• 发表时间: 2021
• 期刊: Modern Physics Letters A
• 影响因子: 1.4
• 作者: Hsieh Chang-Tse;Tachikawa Yuji;Yonekura Kazuya;Ichiro Oda
• 通讯作者: Ichiro Oda

Quantum scale invariant gravity in the de Donder gauge

• DOI: 10.1103/physrevd.105.066001
• 发表时间: 2022-01
• 期刊: Physical Review D
• 影响因子: 5
• 作者: I. Oda

BRST formalism of Weyl conformal gravity

外尔共形引力的 BRST 形式主义

• DOI: 10.1103/physrevd.106.106007
• 发表时间: 2022
• 期刊: Physical Review D
• 影响因子: 5
• 作者: Abe Tomohiro;Fujiwara Motoko;Hisano Junji;Matsushita Kohei;Shinji Ejiri and Yuya Horikoshi;Ichiro Oda and Philipp Saake
• 通讯作者: Ichiro Oda and Philipp Saake

Quadratic gravity and restricted Weyl symmetry

• DOI: 10.1142/s021773232150139x
• 发表时间: 2021-03
• 作者: A. Kamimura;I. Oda