宇宙論における量子重力と非局所場理論

宇宙学中的量子引力和非定域场论

基本信息

批准号：
22KJ1332
负责人：
宮下優一
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1332/
关键词：
宇宙論位相欠陥場の理論非局所場

项目摘要

素粒子を記述する標準模型や、重力を幾何学的に記述する一般相対性理論は、時空上の各点の近傍における局所的なダイナミクスを記述する物理理論である。この局所性を拡張した非局所的な場を考えることで、現在の物理理論の諸問題を解決するよう、理論の拡張を試みるのが非局所場理論の考え方である。本研究では、場の非局所性が宇宙の物理に与える影響について解析する。また、場の局所性と非局所性を観測から区別する手法を探求する。位相欠陥は標準模型を超える理論に自発的対称性の破れが起きることで自然に生成されると考えられている。そこで、宇宙論的観測による非局所場理論の検証可能性を議論する第一歩として、非局所場が形成する位相欠陥の模型を構成し、局所場の模型との定性的な差異を明確にすることを目標の一つとしていた。この目標に対し、当該年度の研究では、位相欠陥の一つであるドメイン・ウォールのキンク解を非局所場の場合に拡張した。この解について解析的・数値的に解析を行なった結果、局所場の場合と比較してウォールの幅とウォールの単位面積あたりのエネルギーが小さくなることが示された。

描述基本粒子的标准模型和以几何方式描述重力的广义相对论是描述空间和时间中每个点附近的局部动力学的物理理论。非局域场论的思想是试图扩展理论，从而通过考虑扩展这个局域性的非局域场来解决当前物理理论中的各种问题。在这项研究中，我们分析了场非定域性对宇宙物理的影响。我们还将探索基于观察来区分场的局部性和非局部性的方法。拓扑缺陷被认为是由超出标准模型的理论中自发对称性破缺自然产生的。因此，作为通过宇宙学观测讨论非局域场论可验证性的第一步，我们构建了非局域场形成的拓扑缺陷模型，并澄清与局域场模型的质的差异，我的目标之一就是这样做。。为此，在今年的研究中，我们将拓扑缺陷之一的畴壁扭结解决方案扩展到非局域场的情况。该解的分析和数值分析表明，壁的宽度和壁的单位面积能量均小于局部场情况。