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書き出し

軟粒子の存在を考慮した摂動的場の量子論における散乱問題の定式化と赤外三角関係

古郡, 秀雄 名古屋大学

2023.06.23

概要

学位報告4

別紙4
報 告 番












論文題目











軟粒子の存在を考慮した摂動的場の量子論における散乱問題の定式化と赤外
三角関係





古郡

秀雄

論 文 内 容 の 要 旨
場の量子論は素粒子標準模型に代表されるように大きな成功を収めているが、重力の説明には
成功していない。そのため量子重力理論の構築が現代物理学の大きな課題となっている。
この困難は、理論的には繰り込みや情報喪失の問題が現れるために現れる。また、実験観測的
には量子効果が顕になるエネルギースケールが実現し難いために生じる。更に量子力学が要求す
るユニタリ性を示すのに必要な S 行列が、光子や重力子などの無質量粒子を含んだ理論では存在
すら示されていないという赤外発散問題がある。
申請者は修士課程のときからこの赤外発散問題に取り組み、S 行列を定義するために用いられ
るドレス状態形式の研究を続けてきた。量子電磁気学では、光子と電子の相互作用が切れないた
めに、検出器にかかる時刻での終状態が自由粒子状態でなく、光子が電子にまとわりついたドレ
ス状態となる。申請者は時刻 t = −T と時刻 t = T の時間一定面を用意し、面上でドレス状態を
導出することにより、量子電磁気学 (QED)で予言能力を損なう関数自由度が入らないこと、漸
近対称性の構造が現れること、S 行列のユニタリ性、遷移確率の予言能力を示し、さらにベクト
ルポテンシャルの期待値が散乱の前後で変化するメモリー効果に対し、検証可能な形で予言も与
えた。
申請者は更に重力の持つ量子的な側面の検証のため申請者らが定式化したドレス状態形式を
アインシュタインの重力の理論に適用し、メモリー効果の解析を行った。重力理論はその相互作
用の複雑さなど、量子電磁気学とは異なる困難さがあるが、申請者は具体的に重力子がまとわり
つくドレス状態を構成し、予言能力を持つ S 行列や遷移確率を求めるとともに、メモリー効果及
び漸近対称性の存在を示した。このメモリー効果は将来の重力波実験で検証されることが期待さ
れる。更に、この研究はホーキングが提起したブラックホールの情報損失問題を考えるための枠
組みとなり、ブラックホールが存在する時空で量子力学の時間発展がユニタリ性を持つかの研究
につながる。

学位関係
以上のように申請者は量子電磁気学とアインシュタインの重力理論において、ドレス状態形式
を用いることにより、予言能力を持つ S 行列と遷移確率を与え、メモリー効果及び漸近対称性
の存在を示した。

参考文献

116

[85] C. S. Unnikrishnan. IndIGO and LIGO-India: Scope and plans for gravitational wave research

and precision metrology in India. Int. J. Mod. Phys. D, Vol. 22, p. 1341010, 2013.

[86] Benjamin P Abbott, et al. Exploring the Sensitivity of Next Generation Gravitational Wave

Detectors. Class. Quant. Grav., Vol. 34, No. 4, p. 044001, 2017.

[87] Seiji Kawamura, et al. Current status of space gravitational wave antenna DECIGO and BDECIGO. PTEP, Vol. 2021, No. 5, p. 05A105, 2021.

[88] Lydia Bieri and David Garfinkle. An electromagnetic analogue of gravitational wave memory.

Class. Quant. Grav., Vol. 30, p. 195009, 2013.

[89] Alexander Tolish and Robert M. Wald. Retarded Fields of Null Particles and the Memory Effect.

Phys. Rev. D, Vol. 89, No. 6, p. 064008, 2014.

[90] David Garfinkle, Stefan Hollands, Akihiro Ishibashi, Alexander Tolish, and Robert M. Wald. The

Memory Effect for Particle Scattering in Even Spacetime Dimensions. Class. Quant. Grav., Vol. 34,

No. 14, p. 145015, 2017.

[91] Yuta Hamada and Sotaro Sugishita. Soft pion theorem, asymptotic symmetry and new memory

effect. Journal of High Energy Physics, Vol. 2017, No. 11, 2017.

[92] Yuta Hamada and Sotaro Sugishita. Notes on the gravitational, electromagnetic and axion memory

effects. Journal of High Energy Physics, Vol. 2018, No. 7, Jul 2018.

[93] Sabrina Pasterski, Andrew Strominger, and Alexander Zhiboedov. New Gravitational Memories.

JHEP, Vol. 12, p. 053, 2016.

[94] David A. Nichols. Spin memory effect for compact binaries in the post-Newtonian approximation.

Phys. Rev. D, Vol. 95, No. 8, p. 084048, 2017.

[95] Andrew Strominger. On BMS Invariance of Gravitational Scattering. JHEP, Vol. 07, p. 152, 2014.

[96] Werner O. Amrein. Hilbert Space Methods in Quantum Mechanics. EPFL Press, 2009.

[97] Barry Simon Micheal Reed. Scattering Theory (Methods of Modern Mathematical Physics, Vol. 3).

Academic Press, 1979.

[98] Franco Strocci. An Introduction to the Non-Perturbative Foundations of Quantum Field Theory.

Oxford University Press, 2013.

[99] Steven Weinberg. ワインバーグ量子力学講義. ちくま学芸文庫, 2021. 岡村 浩 (訳).

[100] Isaac L. Chuang Michael A. Nielsen. Quantum Computation and Quantum Information. Cambridge

University Press, 2000.

[101] 井田大輔. 現代量子力学入門. 朝倉書店, 2021.

[102] J. Settino, N. W. Talarico, F. Cosco, F. Plastina, S. Maniscalco, and N. Lo Gullo. Emergence of

anomalous dynamics from the underlying singular continuous spectrum in interacting many-body

systems. Phys. Rev. B, Vol. 101, p. 144303, Apr 2020.

[103] DB Pearson. An example in potential scattering illustrating the breakdown of asymptotic completeness. Communications in Mathematical Physics, Vol. 40, pp. 125–146, 1975.

[104] John D. Dollard. Asymptotic convergence and the coulomb interaction. Journal of Mathematical

Physics, Vol. 5, No. 6, pp. 729–738, 1964.

[105] Anthony Duncan. The Conceptual Framework of Quantum Field Theory. Oxford University Press,

2012.

[106] 九後汰一郎. ゲージ場の量子論. 培風館, 1989.

[107] 磯暁. 現代物理学の基礎としての場の量子論. 共立出版, 2015.

[108] Daniel Kapec, Malcolm Perry, Ana Maria Raclariu, and Andrew Strominger. Infrared divergences

117

in QED revisited. Physical Review D, Vol. 96, No. 8, pp. 1–9, 2017.

[109] Y. Aharonov and D. Bohm. Significance of electromagnetic potentials in the quantum theory.

Phys. Rev., Vol. 115, pp. 485–491, Aug 1959.

[110] Akira Tonomura, Nobuyuki Osakabe, Tsuyoshi Matsuda, Takeshi Kawasaki, Junji Endo, Shinichiro

Yano, and Hiroji Yamada. Evidence for aharonov-bohm effect with magnetic field completely

shielded from electron wave. Phys. Rev. Lett., Vol. 56, pp. 792–795, Feb 1986.

[111] John Ware, Ryo Saotome, and Ratindranath Akhoury. Construction of an asymptotic S matrix

for perturbative quantum gravity. JHEP, Vol. 10, p. 159, 2013.

[112] Sangmin Choi and Ratindranath Akhoury. BMS supertranslation symmetry implies FaddeevKulish amplitudes. Journal of High Energy Physics, Vol. 2018, No. 2, 2018.

[113] Hayato Hirai and Sotaro Sugishita. Conservation laws from asymptotic symmetry and subleading

charges in QED. Journal of High Energy Physics, Vol. 2018, No. 7, 2018.

[114] Miguel Campiglia and Alok Laddha. Loop corrected soft photon theorem as a Ward identity.

Journal of High Energy Physics, Vol. 2019, No. 10, 2019.

[115] Miguel Campiglia, Leonardo Coito, and Sebastian Mizera. Can scalars have asymptotic symmetries? Physical Review D, Vol. 97, No. 4, p. 46002, 2018.

[116] Kartik Prabhu, Gautam Satishchandran, and Robert M. Wald. Infrared finite scattering theory in

quantum field theory and quantum gravity. Phys. Rev. D, Vol. 106, No. 6, p. 066005, 2022.

[117] Daniel Boyanovsky. Threshold and infrared singularities: Time evolution, asymptotic state, and

entanglement entropy. Phys. Rev. D, Vol. 105, No. 5, p. 056012, 2022.

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