研究者詳細 - 重森　正樹

2025/03/30 更新

写真a

シゲモリ　マサキ

重森　正樹

SHIGEMORI Masaki

所属

大学院理学研究科理学専攻物理学第二教授
理学部物理学科教授

大学院担当

大学院理学研究科

外部リンク

学位 1

Ph.D. （ 2004年9月 University of California, Los Angeles ）

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研究キーワード 6

AdS/CFT対応
ブラックホール
ブラックホールの微視的状態
弦理論
素粒子論
超重力理論

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研究分野 1

自然科学一般 / 素粒子、原子核、宇宙線、宇宙物理にする理論

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経歴 8

名古屋大学理学研究科教授

2021年10月 - 現在
名古屋大学大学院理学研究科教授

2021年10月 - 現在
京都大学基礎物理学研究所特任教授

2019年4月 - 現在

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国名：日本国
名古屋大学大学院理学研究科特任教授

2018年10月 - 2021年9月

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国名：日本国
京都大学基礎物理学研究所特任准教授

2016年10月 - 2019年3月
ロンドン大学クリーン・メアリー物理天文学科講師

2016年10月 - 2018年9月

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国名：グレートブリテン・北アイルランド連合王国(英国)
京都大学基礎物理学研究所特任准教授

2013年4月 - 2016年9月
名古屋大学素粒子宇宙起源研究機構特任助教

2010年11月 - 2013年3月

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学歴 1

University of California, Los Angeles

2000年9月 - 2004年9月

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国名：アメリカ合衆国

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所属学協会 1

日本物理学会

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論文 35

Conformal field theory on TTbar-deformed space and correlators from dynamical coordinate transformations 査読有り国際共著国際誌 Open Access

Hirano, S; Shigemori, M

JOURNAL OF HIGH ENERGY PHYSICS 2024 巻 ( 7 ) 2024年7月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：Journal of High Energy Physics

We study the map between two descriptions of the TT¯ deformation of conformal field theory (CFT): one is the defining description as a deformation of CFT by the TT¯-operator. The other is an alternative description as the undeformed CFT on the dynamical TT¯-deformed space that backreacts to the state or operator insertions, reminiscent of the theory of gravity. Instead of adopting the topological gravity description, we develop a more literal CFT-based operator formalism that facilitates systematic and straightforward computations of the TT¯-deformation of the stress tensor, operators, and their correlators, while rederiving known results in the literature. Along the way, we discuss the backreaction to the TT¯-deformed space in response to local operators and exhibit the hard-disk and free-space structures in the UV-cutoff and Hagedorn phases, respectively, suggested by Cardy-Doyon and Jiang. To capitalize on the alternative description of the TT¯-deformed CFT, we focus on the correlators of semi-heavy operators, i.e., the operators of large conformal dimension ∆ ≫ c, and show an intuitive and simple way to obtain the TT¯-deformed correlators from those of the undeformed CFT on the TT¯-deformed space via dynamical coordinate transformations. This may have implications in the holographic dual description, pointing towards a working dictionary for a class of matter correlators in the cutoff AdS picture.

DOI： 10.1007/JHEP07(2024)190

Open Access

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Exact non-Abelian supertubes 査読有り国際誌 Open Access

Nemoto, R; Shigemori, M

JOURNAL OF HIGH ENERGY PHYSICS 2024 巻 ( 3 ) 頁： 052 2024年3月

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担当区分：筆頭著者記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：Journal of High Energy Physics

Supertubes are supersymmetric configurations in string theory in which branes are extending along a closed curve. For a supertube of codimension two, its dipole charge is characterized by the duality monodromy around the closed curve. When multiple codimension-2 supertubes are present, the monodromies around different supertubes can be non-commuting, namely non-Abelian. Non-Abelian configurations of supertubes are expected to play an important role in non-perturbative physics of string theory, especially black holes. In this paper, in the framework of five-dimensional supergravity, we construct exact solutions describing codimension-2 supertubes in three-dimensional space. We use an extension formula to construct a three-dimensional solution from a two-dimensional seed solution. The two-dimensional seed is an F-theory like configuration in which a torus is nontrivially fibered over a complex plane. In the first example, there is a stack of circular supertubes around which there is a non-trivial monodromy. In some cases this can be thought of as a microstate of a black hole in AdS2 × S2. The second example is an axi-symmetric solution with two stacks of circular supertubes with non-Abelian monodromies. In addition, there is a continuous distribution of charges on the symmetry axis.

DOI： 10.1007/JHEP03(2024)052

Open Access

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Superstrata on orbifolded backgrounds 査読有り国際誌

Shigemori, M

JOURNAL OF HIGH ENERGY PHYSICS 2023 巻 ( 2 ) 2023年2月

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担当区分：筆頭著者記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1007/JHEP02(2023)099

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Interpolating between multi-center microstate geometries 査読有り国際誌 Open Access

Shigemori, M

JOURNAL OF HIGH ENERGY PHYSICS 2021 巻 ( 9 ) 2021年9月

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担当区分：筆頭著者記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：Journal of High Energy Physics

We study interpolation between two multi-center microstate geometries in 4d/5d that represent Lunin-Mathur geometries with circular profiles. The interpolating solution is a Lunin-Mathur geometry with a helical profile, and is represented by a 2-center solution with a codimension-2 source. The interpolating 2-center solution exhibits interesting features such as some of the charges being delocalized, and some of the charges getting transferred from the codimension-2 center to the other, codimension-3 center as the interpolation proceeds. We also discuss the spectral flow of this entire process and speculate on the relevance of such solutions to understanding general microstates of 3-charge black holes.

DOI： 10.1007/JHEP09(2021)010

Open Access

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TTbar Deformation of stress-tensor correlators from random geometry 査読有り国際共著国際誌 Open Access

Hirano, S; Nakajima, T; Shigemori, M

JOURNAL OF HIGH ENERGY PHYSICS 2021 巻 ( 4 ) 2021年4月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：Journal of High Energy Physics

We study stress-tensor correlators in the TT¯ -deformed conformal field theories in two dimensions. Using the random geometry approach to the TT¯ deformation, we develop a geometrical method to compute stress-tensor correlators. More specifically, we derive the TT¯ deformation to the Polyakov-Liouville conformal anomaly action and calculate three and four-point correlators to the first-order in the TT¯ deformation from the deformed Polyakov-Liouville action. The results are checked against the standard conformal perturbation theory computation and we further check consistency with the TT¯ -deformed operator product expansions of the stress tensor. A salient feature of the TT¯ -deformed stress-tensor correlators is a logarithmic correction that is absent in two and three-point functions but starts appearing in a four-point function.

DOI： 10.1007/JHEP04(2021)270

Open Access

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Counting D1-D5-P microstates in supergravity 査読有り国際共著国際誌 Open Access

Mayerson, DR; Shigemori, M

SCIPOST PHYSICS 10 巻 ( 1 ) 2021年1月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：SciPost Physics

We quantize the D1-D5-P microstate geometries known as superstrata directly in supergravity. We use Rychkov's consistency condition [hep-th/0512053] which was derived for the D1-D5 system; for superstrata, this condition turns out to be strong enough to fix the symplectic form uniquely. For the (1, 0, n) superstrata, we further confirm this quantization by a bona-fide explicit computation of the symplectic form using the semiclassical covariant quantization method in supergravity. We use the resulting quantizations to count the known supergravity superstrata states, finding agreement with previous countings that the number of these states grows parametrically smaller than those of the corresponding black hole.

DOI： 10.21468/SciPostPhys.10.1.018

Open Access

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Random boundary geometry and gravity dual of TTbar formation 査読有り国際共著国際誌 Open Access

Hirano, S; Shigemori, M

JOURNAL OF HIGH ENERGY PHYSICS 2020 巻 ( 11 ) 2020年11月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：Journal of High Energy Physics

We study the random geometry approach to the TT¯ deformation of 2d conformal field theory developed by Cardy and discuss its realization in a gravity dual. In this representation, the gravity dual of the TT¯ deformation becomes a straightforward translation of the field theory language. Namely, the dual geometry is an ensemble of AdS3 spaces or BTZ black holes, without a finite cutoff, but instead with randomly fluctuating boundary diffeomorphisms. This reflects an increase in degrees of freedom in the renormalization group flow to the UV by the irrelevant TT¯ operator. We streamline the method of computation and calculate the energy spectrum and the thermal free energy in a manner that can be directly translated into the gravity dual language. We further generalize this approach to correlation functions and reproduce the all-order result with universal logarithmic corrections computed by Cardy in a different method. In contrast to earlier proposals, this version of the gravity dual of the TT¯ deformation works not only for the energy spectrum and the thermal free energy but also for correlation functions.

DOI： 10.1007/JHEP11(2020)108

Open Access

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Superstrata 招待有り査読有り国際誌

Shigemori, M

GENERAL RELATIVITY AND GRAVITATION 52 巻 ( 5 ) 頁： 51 - 51 2020年5月

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担当区分：筆頭著者記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：General Relativity and Gravitation

We give a survey of the present status of the microstate geometries called superstrata. Superstrata are smooth, horizonless solutions of six-dimensional supergravity that represent some of the microstates of the D1–D5–P black hole in string theory. They are the most general microstate geometries of that sort whose CFT dual states are identified. After reviewing relevant features of the dual CFT, we discuss the construction of superstratum solutions in supergravity, based on the linear structure of the BPS equations. We also review some of recent work on generalizations of superstrata and physical properties of superstrata. Although the number of superstrata constructed so far is not enough to account for the black-hole entropy, they give us valuable insights into the microscopic physics of black holes.

DOI： 10.1007/s10714-020-02698-8

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arXiv
Counting superstrata 査読有り国際誌 Open Access

Shigemori, M

JOURNAL OF HIGH ENERGY PHYSICS 10 巻 ( 10 ) 頁： 017 - 017 2019年10月

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担当区分：筆頭著者記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：Journal of High Energy Physics

We count the number of regular supersymmetric solutions in supergravity, called superstrata, that represent non-linear completion of linear fluctuations around empty AdS3×S3. These solutions carry the same charges as the D1-D5-P black hole and represent its microstates. We estimate the entropy using thermodynamic approximation and find that it is parametrically smaller than the area-entropy of the D1-D5-P black hole. Therefore, these superstrata based on AdS3× S3 are not typical microstates of the black hole. What are missing in the superstrata based on AdS3× S3 are higher and fractional modes in the dual CFT language. We speculate on what kind of other configurations to look at as possible realization of those modes in gravity picture, such as superstrata based on other geometries, as well as other brane configurations.

DOI： 10.1007/JHEP10(2019)017

Open Access

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arXiv
Supercharging superstrata 査読有り国際共著国際誌 Open Access

Ceplak, N; Russo, R; Shigemori, M

JOURNAL OF HIGH ENERGY PHYSICS 03 巻 ( 3 ) 頁： 095 - 095 2019年3月

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担当区分：筆頭著者記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：Journal of High Energy Physics

We construct a new class of smooth horizonless microstate geometries of the supersymmetric D1-D5-P black hole in type IIB supergravity. We first work in the AdS 3 × S 3 decoupling limit and use the fermionic symmetries of the theory to generate new momentum carrying perturbations in the bulk that have an explicit CFT dual description. We then use the supergravity equations to calculate the backreaction of these perturbations and find the full non-linear solutions both in the asymptotically AdS and asymptotically flat case. These new geometries have a simpler structure than the previously known superstrata solutions.

DOI： 10.1007/JHEP03(2019)095

Open Access

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arXiv
Asymptotically-flat supergravity solutions deep inside the black-hole regime 査読有り国際共著国際誌

Bena, Iosif, Giusto, Stefano, Martinec, Emil J., Russo, Rodolfo, Shigemori, Masaki, David Turton, Warner, Nicholas P.

Journal of High Energy Physics 02 巻頁： 014 - 014 2018年2月

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1007/JHEP02(2018)014

arXiv
Non-Abelian Supertubes 査読有り国際共著国際誌

Jose J. Fernandez-Melgarejo, Minkyu Park, Masaki Shigemori

Journal of High Energy Physics 12 巻頁： 103 2017年12月

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担当区分：筆頭著者記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1007/JHEP12(2017)103

arXiv
Smooth horizonless geometries deep inside the black-hole regime 査読有り国際共著国際誌

I. Bena, S. Giusto, E. J. Martinec, R. Russo, M. Shigemori, D. Turton and N. P. Warner

Physcal Review Letters 117 巻頁： 201601 2016年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.117.201601
Supersymmetric Solutions in Six Dimensions: A Linear Structure 査読有り国際共著国際誌

Iosif Bena, Stefano Giusto, Masaki Shigemori, Nicholas P. Warner

Journal of High Energy Physics 03 巻頁： 084 2012年

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担当区分：筆頭著者記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： http://dx.doi.org/10.1007/JHEP03(2012)084
Moulting Black Holes 査読有り国際共著国際誌

Iosif Bena, Borun D. Chowdhury, Jan de Boer, Sheer El-Showk, Masaki Shigemori

Journal of High Energy Physics 03 巻頁： 094 2012年

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担当区分：筆頭著者記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： https://doi.org/10.1007/JHEP03(2012)094
Thermalization of Strongly Coupled Field Theories 査読有り国際共著国際誌

Vijay Balasubramanian, Alice Bernamonti, Jan de Boer, Niel Copland, Ben Craps, Esko Keski-Vakkuri, Berndt Muller, Andreas Schafer, Masaki Shigemori, Wieland Staessens

Physical Review Letters 106 巻頁： 191601 2011年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.106.191601
Double, Double Supertube Bubble 査読有り国際共著国際誌

Iosif Bena, Jan de Boer, Masaki Shigemori, Nicholas P. Warner

Journal of High Energy Physics 1110 巻頁： 116 2011年

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担当区分：筆頭著者記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： https://doi.org/10.1007/JHEP10(2011)116
Holographic Thermalization 査読有り国際共著国際誌

Vijay Balasubramanian, Alice Bernamonti, Jan de Boer, Niel Copland, Ben Craps, Esko Keski-Vakkuri, Berndt Muller, Andreas Schafer, Masaki Shigemori, Wieland Staessens

Physical Review D 84 巻頁： 026010 2011年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： https://doi.org/10.1103/PhysRevD.84.026010
Exotic branes and non-geometric backgrounds 査読有り国際共著国際誌

Jan de Boer, Masaki Shigemori

Physical Review Letters 104 巻頁： 251603 2010年

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担当区分：筆頭著者記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.104.251603
Brownian motion in AdS/CFT 査読有り国際共著国際誌

Jan de Boer, Veronika E. Hubeny, Mukund Rangamani, Masaki Shigemori

Journal of High Energy Physics 0907 巻頁： 094 2009年

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担当区分：筆頭著者記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： https://doi.org/10.1088/1126-6708/2009/07/094
Nonsupersymmetric Brane/Antibrane Configurations in Type IIA and M Theory 査読有り国際共著国際誌

Nuclear Physics B 789 巻頁： 294-361 2008年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： https://doi.org/10.1016/j.nuclphysb.2007.08.010
Nonsupersymmetric Flux Vacua and Perturbed N=2 Systems 査読有り国際共著国際誌

Lotte Hollands, Joseph Marsano, Kyriakos Papadodimas, Masaki Shigemori

Journal of High Energy Physics 0810 巻頁： 102 2008年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： https://doi.org/10.1088/1126-6708/2008/10/102
Off-shell M5 Brane, Perturbed Seiberg-Witten Theory, and Metastable Vacua 査読有り国際共著国際誌

Joseph Marsano, Kyriakos Papadodimas, Masaki Shigemori

Nuclear Physics B 804 巻頁： 19-69 2008年

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担当区分：筆頭著者記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： https://doi.org/10.1016/j.nuclphysb.2008.05.005
Are There Four-Dimensional Small Black Rings? 査読有り国際共著国際誌

Norihiro Iizuka, Masaki Shigemori

Physical Review D 77 巻頁： 044044 2008年

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担当区分：筆頭著者記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： https://doi.org/10.1103/PhysRevD.77.044044
Spinning strings as small black rings 査読有り国際共著国際誌

Atish Dabholkar, Norihiro Iizuka, Ashik Iqubal, Ashoke Sen, Masaki Shigemori

Journal of High Energy Physics 0704 巻頁： 017 2007年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： https://doi.org/10.1088/1126-6708/2007/04/017
ブラックホールの統計力学的理解に向けて招待有り査読有り

重森正樹

日本物理学会誌 61 巻頁： 506-510 2006年

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担当区分：筆頭著者記述言語：日本語掲載種別：研究論文（学術雑誌）
Precision microstate counting of small black rings 査読有り国際共著国際誌

Atish Dabholkar, Norihiro Iizuka, Ashik Iqubal, Masaki Shigemori

Physical Review Letters 96 巻頁： 071601 2006年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.96.071601
A Note on D1-D5-J system and 5-D small black ring 査読有り国際共著国際誌

Norihiro Iizuka, Masaki Shigemori

Journal of High Energy Physics 0508 巻頁： 100 2005年

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担当区分：筆頭著者記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： https://doi.org/10.1088/1126-6708/2005/08/100
Massless black holes and black rings as effective geometries of the D1-D5 system 査読有り国際共著国際誌

Vijay Balasubramanian, Per Kraus, Masaki Shigemori

Classical and Quantum Gravity 22 巻頁： 4803-4838 2005年

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担当区分：筆頭著者記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： https://doi.org/10.1088/0264-9381/22/22/010
On low rank classical groups in string theory, gauge theory and matrix models 査読有り国際共著国際誌

Kenneth A. Intriligator, Per Kraus, Anton V. Ryzhov, Masaki Shigemori, Cumrun Vafa

Nuclear Physics B 682 巻頁： 45-82 2004年

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担当区分：筆頭著者記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： https://doi.org/10.1016/j.nuclphysb.2003.12.030
Supersymmetric gauge theories with flavors and matrix models 査読有り国際共著国際誌

Chang-hyun Ahn, Bo Feng, Yutaka Ookouchi, Masaki Shigemori

Nuclear Physics B 698 巻頁： 3-52 2004年

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担当区分：筆頭著者記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： https://doi.org/10.1016/j.nuclphysb.2004.07.015
On the matter of the Dijkgraaf-Vafa conjecture 査読有り国際共著国際誌

Per Kraus, Masaki Shigemori

Journal of High Energy Physics 0304 巻頁： 052 2003年

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担当区分：筆頭著者記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： https://doi.org/10.1088/1126-6708/2003/04/052
Loop equations, matrix models, and N=1 supersymmetric gauge theories 査読有り国際共著国際誌

Per Kraus, Anton V. Ryzhov, Masaki Shigemori

Journal of High Energy Physics 0305 巻頁： 059 2003年

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担当区分：筆頭著者記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： https://doi.org/10.1088/1126-6708/2003/05/059
Non-commutative instantons and the Seiberg-Witten map 査読有り国際共著国際誌

Per Kraus, Masaki Shigemori

Journal of High Energy Physics 0206 巻頁： 034 2002年

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担当区分：筆頭著者記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1088/1126-6708/2002/06/034
Strings in noncompact space-times: Boundary terms and conserved charges. 査読有り国際共著国際誌

Per Kraus, Anton Ryzhov, Masaki Shigemori

Physical Review D 66 巻頁： 22 2002年

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記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： https://doi.org/10.1103/PhysRevD.66.106001

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講演・口頭発表等 19

Multi-center solutions in supergravity and non-Abelian supertubes 招待有り

Masaki Shigemori

豊田工業大学数理物理学研究室セミナー 2025年3月11日豊田工業大学数理物理学研究室

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開催年月日： 2025年3月

記述言語：日本語会議種別：公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等

開催地：豊田工業大学 (Zoom)
String entanglement entropy 国際会議

Extreme Universe -- Fourth Annual Meeting 2024年9月26日

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開催年月日： 2024年9月

記述言語：英語会議種別：口頭発表（一般）

開催地：Osaka University, Osaka 国名：日本国
Exact Non-Abelian Supertubes 招待有り国際会議

Masaki Shigemori

Black-Hole Microstructure V 2023年6月9日

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開催年月日： 2023年6月

記述言語：英語会議種別：口頭発表（招待・特別）

開催地：CEA Saclay 国名：フランス共和国
Fractional modes and superstrata 招待有り国際会議

Masaki Shigemori

Quantum Extreme Universe from Quantum Information 2022年9月29日

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開催年月日： 2022年9月

記述言語：英語会議種別：口頭発表（招待・特別）

開催地：Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto, Japan
Interpolating between multi-center solutions 招待有り国際会議

Masaki Shigemori

Black-hole microstructure III 2021年6月9日

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開催年月日： 2021年6月

記述言語：英語会議種別：口頭発表（一般）

開催地：CEA Saclay, France
TTbar deformation of stress-tensor correlators from random geometry 招待有り国際共著

Masaki Shigemori

大阪大学素粒子論セミナー 2021年6月1日素粒子論グループ

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開催年月日： 2021年6月

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（招待・特別）

開催地：大阪大学(Zoom)
Moulting black holes 招待有り

Masaki Shigemori

2011年6月25日

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開催年月日： 2011年6月

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（一般）

国名：日本国
Exotic branes and non-geometric backgrounds

Masaki Shigemori

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開催年月日： 2011年3月

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（招待・特別）

国名：日本国
Moulting black holes

Masaki Shigemori

IPMU workshop on black holes

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開催年月日： 2011年2月

記述言語：英語会議種別：口頭発表（一般）

国名：日本国
Exotic branes and non-geometric backgrounds

Masaki Shigemori

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開催年月日： 2011年2月

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（招待・特別）

国名：日本国
Exotic branes and non-geometric backgrounds 国際会議

Masaki Shigemori

International Conference on Strings, M-Theory and Quantum Gravity

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開催年月日： 2010年6月

記述言語：英語会議種別：口頭発表（一般）

国名：日本国
Brownian motion in AdS/CFT

Masaki Shigemori

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開催年月日： 2009年12月

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（招待・特別）

国名：日本国
Brownian motion in AdS/CFT

Masaki Shigemori

Branes, Strings, and Black Holes

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開催年月日： 2009年10月

記述言語：日本語会議種別：口頭発表（招待・特別）

国名：日本国
Brownian motion in AdS/CFT 国際会議

Masaki Shigemori

String Theory

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開催年月日： 2009年7月

記述言語：英語会議種別：口頭発表（一般）

国名：日本国
Brownian motion in AdS/CFT 国際会議

Masaki Shigemori

Tenth Workshop on Non-Perturbative Quantum Chromodynamics

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開催年月日： 2009年6月

記述言語：英語会議種別：口頭発表（招待・特別）

国名：日本国
Small black rings 国際会議

Masaki Shigemori

Black Holes: A Landscape of Theoretical Physics Problems

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開催年月日： 2008年8月

記述言語：英語会議種別：口頭発表（一般）

国名：日本国
Small black rings 国際会議

Masaki Shigemori

Southern California Strings Seminar

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開催年月日： 2006年12月

記述言語：英語会議種別：口頭発表（招待・特別）

国名：日本国
How a Black Hole Emerges from a Pure State 国際会議

Masaki Shigemori

IPM String School and Workshop

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開催年月日： 2006年4月

記述言語：英語会議種別：口頭発表（一般）

国名：日本国
Counting Small Black Rings 国際会議

Masaki Shigemori

Mathematical Structures in String Theory

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開催年月日： 2005年12月

記述言語：英語会議種別：口頭発表（一般）

国名：日本国

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科研費 6

弦理論におけるブラックホールの微視的状態

研究課題/研究課題番号：24K00626 2024年4月 - 2028年3月

科学研究費助成事業基盤研究(B)

重森正樹

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担当区分：研究代表者

配分額：18590000円（直接経費：14300000円、間接経費：4290000円）

ブラックホールの微視的物理の理解は量子重力・弦理論における重要な課題である。なかでも基本的な未解明問題に、ブラックホールの微視的状態が重力理論においてどのように記述されるのかが分かっていないという「微視的状態の問題」がある。一部の微視的状態は「幾何状態」と呼ばれる古典的時空によって表されるが、それは典型的な状態ではない。本研究は、弦理論的な物理を重力理論・場の理論などの手法を用いて多角的に解析することにより、幾何状態を超えた典型的な微視的状態を具体的に構成し、微視的状態の問題を解明することを目指す。さらに、構成された微視的状態を応用し、ブラックホールに関する未解明問題の解決に挑戦する。
量子情報を用いた量子ブラックホールの内部の物理学の解明

研究課題/研究課題番号：21H05184 2021年9月 - 2026年3月

日本学術振興会科学研究費助成事業学術変革領域研究(A)

飯塚則裕, 宇賀神知紀, 寺嶋靖治, 野海俊文, 重森正樹

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担当区分：研究分担者資金種別：競争的資金

「極限宇宙」の一つ、空間の歪みの極限に相当する量子ブラックホール(BH)の解析は、現代物理学の最大の未解決問題である重力の量子論である量子重力理論の解明につながる重要な試金石となる。超弦理論はその量子重力理論の候補として発展してきたが、近年、この超弦理論から発見された、ゲージ理論(=量子多体系の理論)と量子重力理論としての超弦理論の等価予想(=ゲージ重力対応)から、量子BHの様々な側面が明らかになりつつある。我々はここに最近めざましく発展してきた量子情報の概念をフルに活用し、「BHの内部でどのような物理法則が成立しているか」を解明し、人類の英知に貢献することを大きな研究目標に掲げる。
飯塚は姉川、Mukherjee Sunil、Trivediと共には希薄ランダム行列、希薄Sachdev-Ye-Kitaev(SYK)モデルのスペクトル統計、レベル間隔、OTOCs、SFFなどの性質と、SYKモデルとの関係を系統的に調べた。また、飯塚、姉川、Sakeは局所SYK模型のトリプルスケーリング極限とよばれる極限下で2次元JT重力の特徴を再現することを示した。飯塚は姉川、Sake、Zenoniと共に2次元JT重力でのドシッター空間で量子複雑性と呼ばれる量を調べた。飯塚と姉川はドシッター空間の量子複雑性の摂動下の奇妙な振る舞いを発見した。他、Zenoniも量子複雑性についても調べた。SakeはNanda、TrivediとともにJT重力でのドシッター空間において、dilatonを時計として選んだ場合の量子論について解析を行った。飯塚は西田と共に、IP行列模型がブラックホールの様に、Krylov複雑性が時間に対して指数増加することを示した。行列模型でKrylov複雑性が指数増加することを具体的に示したのは、このIP模型が世界で初めてである。宇賀神は Balasubramanian、野村と共同でドシッター空間をAdSブラックホールと相関させた場合に実現する時空を調べた。また宇賀神は宮田、中山と共同でホーキング放射から情報を復元するPetzの再構成写像をSYK模型等において解析した。寺嶋は杉下とブラックホールの部分領域相補性を解析した。野海は阿部、吉村と荷電ブラックホールの電荷の上限値に対する量子補正が、弱い重力予想から期待される単調性に従うことを示した。この他、野海は重力理論の散乱行列理論の定式化と現象論的応用に関する論文や原始揺らぎの非ガウス性を用いた新粒子探査に関する論文も発表した。重森は、根本とブラックホールの微視的状態を表すミクロ時空の新たな厳密解を書き下した。
本年はゲージ重力対応の一つの例であるSYK模型とその拡張である、希薄ランダム行列や希薄SYKモデルとSYKモデルとの関係を系統的に理解することができた。ここからゲージ重力対応の成立に必要な要素が明らかになった。またIP行列模型と呼ばれるゲージ重力対応のトイモデルの解析も行い、そこからKrylov複雑性が指数関数的に増加することも明らかになった。特に行列模型でのKrylov複雑性の指数関数的増加が発見されたのは初のことである。その他にも２次元重力理論の量子化や複雑性、ドシッター空間の解析、ブラックホールと弱い重力予想の関係など幅広く研究が進んでいる。
量子情報理論とゲージ重力対応を用いて、量子ブラックホールの基本問題の理論的解明や量子計算の手法を開拓する。より多様なアプローチや様々なゲージ重力対応が成立すると考えられるモデルの様々な解析を通して、ブラックホール情報喪失問題などの極限宇宙の根本問題を解明する。具体的には本年度に調べられた拡張された理論の量子情報論的な側面を開拓する。
TTbar変形とホログラフィー

研究課題/研究課題番号：21K03552 2021年4月 - 2024年3月

日本学術振興会科学研究費助成事業基盤研究(C)

重森正樹

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担当区分：研究代表者

配分額：2340000円（直接経費：1800000円、間接経費：540000円）

AdS/CFT 対応によると、或る種の共形場理論 (CFT) はAdS 空間と呼ばれる時空における重力理論と等価である。近年TTbar 変形と呼ばれるCFTの変形が興味深い性質を持つとして注目を集めている。本研究では、CFT側でのTTbar変形がそれに対応するAdS重力理論側でどう実現されるかをランダム幾何の方法を用いて解明する。そして、導かれたホログラフィーの辞書を用いてTTbar変形された理論における物理量を計算し、通常のCFTとTTbar変形された理論の違いを調べる。TTbar変形を足がかりにして、AdS/CFT対応がもっと一般な時空に適用できるものに変形・拡張され得るのかを探る。
CFTとは局所的なスケール変換に対して不変な場の理論であり、物理の様々な局面で現れる。近年CFTにTTbar変形という変形を行うと様々な良い性質が保たれることが発見され、その機構の理解が重要となっている。本研究ではTTbar変形の物理をランダム幾何の手法を用いAdS/CFT対応の枠組みで調べ、特に相関関数が示す非ユニタリ性の様々な側面を探索した。CFT側で演算子を挿入した際、挿入点の周囲で物理量が病的な振る舞いを示すこと、また、AdS側では演算子の挿入点を頂点とする円錐状の領域において時空が切り取られたように見えることを示した。これは、通常のAdS/CFT対応の枠を超えるための示唆を与える。
CFTは臨界現象等の様々な物理系を記述する重要な枠組みであり、その良い性質を保つTTbar変形は理論的に極めて興味深い変形で、その機構の理解は重要である。また、CFTはAdS/CFT対応によりAdS空間内の重力理論とホログラフィックに等価であり、TTbarの理解はAdS重力とホログラフィーの理解も深める。本研究で考察した物理的状況におけるCFT側・AdS側での計量や物理量の特徴的かつ奇妙な振る舞いは、通常のAdS/CFT対応の枠を超えるためのヒントを与える。また、我々はランダム幾何が導く動的な座標変換の有効性を実証したが、これはTTbar変形のさらなる理論的理解への基礎となると期待される。
ブラックホールの微視的構造と弦理論

研究課題/研究課題番号：16H03979 2016年4月 - 2020年3月

日本学術振興会科学研究費助成事業基盤研究(B)

重森正樹, 高柳匡

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担当区分：研究代表者

配分額：17420000円（直接経費：13400000円、間接経費：4020000円）

ブラックホールは巨視的にはほとんど持たないが、微視的には非自明な構造を持つ微視的状態から成るはずである。そのような微視的状態の中には、古典重力理論の滑らかで事象の地平面を持たない解として表される「幾何状態」が存在することが知られている。本研究では、弦理論に存在するブラックホールの微視的状態を表す様々な幾何状態を具体的に構成した。この幾何状態は「超層」と呼ばれ、これまでに構成された幾何状態の中で最も一般的なものである。本研究で構成された超層解は、ブラックホールの微視的物理を具体的に調べるための非常に有用な道具を提供する。
ブラックホールの微視的物理は現代物理学の未解明問題の１つであり、そのためには量子力学と一般相対性理論を統一する理論である弦理論が鍵である。本研究は、ブラックホールの微視的状態を、弦理論の低エネルギー極限である超重力理論を用いて具体的に構成しようというものである。具体的な微視的状態が得られれば、それを用いてブラックホールの微視的物理を具体的に調べることが可能となり、未解明問題が解決できると期待される。また、近年、重力波の観測などによりブラックホールの直接観測が可能となった。ブラックホールの微視的理解は、観測可能な予言につながる可能性も秘めている。
ブラックホールの微視的構造と弦理論研究課題

2016年4月 - 2020年3月

科学研究費補助金基盤研究(B)

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担当区分：研究代表者
弦理論におけるエキゾチックブレーンの物理

研究課題/研究課題番号：24740159 2012年4月 - 2016年3月

科学研究費補助金若手研究(B)

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担当区分：研究代表者

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社会貢献活動 8

NHK名古屋宇宙講座「弦理論とはなにか」

役割：講師

NHK名古屋 NHK名古屋宇宙講座【宇宙と物質の起源】 2025年7月

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対象：社会人・一般

種別：講演会
NHK名古屋宇宙講座「ホログラフィック原理とはなにか」

役割：講師

NHK名古屋 NHK名古屋宇宙講座【宇宙と物質の起源】 2024年4月

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対象：社会人・一般

種別：講演会
NHK名古屋宇宙講座「ホログラフィック原理とはなにか」

役割：講師

NHK名古屋 NHK名古屋宇宙講座【宇宙と物質の起源】 2023年4月

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対象：社会人・一般

種別：講演会
栄中日文化センター講座「ホログラフィーとは何か」

役割：講師

栄中日文化センター栄中日文化センター講座「宇宙の始まりに迫る」 2022年5月
NHK名古屋宇宙講座「ブラックホールの中には何があるのか」

役割：講師

NHK名古屋 NHK名古屋宇宙講座【空洞の宇宙】 2022年5月

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対象：社会人・一般

種別：講演会
NHK名古屋宇宙講座「弦理論とは何か」

役割：講師

NHK名古屋宇宙講座 2021年5月
What's inside a black hole

役割：講師

2020年1月
NHK名古屋宇宙講座「ブラックホールの中には何があるのか」

役割：講師

NHK名古屋 NHK名古屋宇宙講座【空洞の宇宙】 2019年9月

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