セミナー等は通常理学研究科５号館 ５０１号室にて行なわれます。
Seminars are held at Room 501 in Faculty of Science Bldg. No.5, usually in Japanese.

---

Feb. 19 (Wed.) 15:30-

"What is the gravitational theory that string theory predicts? DFT = O(D,D) completion of GR" PDF1 PDF2

Double Field Theory will be introduced as the O(D,D) symmetry-based unambiguous extension of General Relativity.

---

Feb. 12 (Wed.) 15:30-

"On the infinite gradient-flow for the domain-wall formulation of chiral lattice gauge theories" PDF

We examine the proposal by Grabowska and Kaplan (GK) to use the infinite gradient flow in the domain-wall formulation of chiral lattice gauge theories. We consider the case of Abelian theories in detail, for which Lüscher's exact gauge-invariant formulation is known, and we relate GK's formulation to Lüscher's one. The gradient flow can be formulated for the admissible U(1) link fields so that it preserves their topological charges. GK's effective action turns out to be equal to the sum of Lüscher's gauge-invariant effective actions for the target Weyl fermions and the mirror "fluffy" fermions, plus the so-called measureterm integrated along the infinite gradient flow. The measure-term current is originally a local(analytic) and gauge-invariant functional of the admissible link field, given as a solution to the local cohomology problem. However, with the infinite gradient flow, it gives rise to non-local(non-analytic) vertex functions which are not suppressed exponentially at large distance. The "fluffy" fermions remain as a source of non-local contribution, which couple yet to the Wilson-line and magnetic-flux degrees of freedom of the dynamical link field.

---

Jan. 29 (Wed.) 15:30-

"Defects in Superconformal Field Theories and Integrable Lattice Model"

Recently, a remarkable relation between a certain class of 4d supersymmetric gauge theories and the integrable lattice model has been known. The relation is formulated as the identification of the partition function of the former on the S^1 x S^3 space with the partition function of the latter. In this talk, we discuss the role of defects in this relation. First of all, we argue that a class of half-BPS surface defects in the 4d theory are represented in the lattice model as transfer matrices constructed from L-operators, which satisfy RLL relation with the R-matrix of the lattice model. Then, by extending this observation, we propose that a class of half-BPS line defect in the 4d N=2 gauge theory can also be expressed in terms of the lattice model via L-operator. This is deduced from the Type II brane realization of the gauge theories and a duality argument. We check that the 't Hooft line defect in N=2* theory is indeed transformed into the trigonometric limit of the Ruijsenaar's operator which is in turn related with the L-operator of the lattice model. This talk is based on the collaboration with Toshihiro Ota and Junya Yagi.

---

Jan. 22 (Wed.) 15:30-

"Holography via Flow Equation for non-relativistic conformal field theory"

Recently the method of a (gradient) flow equation attracts more attention for the purpose to study lattice QCD and holography. I will speak about my latest result of the application of the flow equation method to non-relativistic conformal field theory (NRCFT). This technique provides a new geometry called a non-relativistic hybrid geometry, which interpolates the Schrodinger and Lifshitz spacetimes, and also generates a gravitational system which supports this non-relativistic hybrid geometry. Our results have 2 important implications: 1. The flow equation method correctly generates a dual gravity theory from a boundary field theory. 2. A particular gauge choice of diffeomorphism in a bulk gravity theory corresponds to a particular smearing of quantum field theory at boundary.
(参考文献 arXiv:1902.02578 arXiv:1910.11032)

---

Jan. 15 (Wed.) 15:30-

"Generalized Higgs effective field theory" PDF

Higgs effective field theory (HEFT) is the most general effective field theory consists of the standard model (SM) fields. HEFT can be used to describe the deviation from the SM, but it does not suit for putting some constraints on the new particles. In this talk, I will formulate a generalization of HEFT (GHEFT) including arbitrary number of new scalar particles. GHEFT enables us to search for extra neutral and charged Higgs in model-independent manner. Focusing the geometry of the GHEFT scalar sector, we find that some observables are deeply related to the perturbative unitarity of the GHEFT. This talk is based on arXiv:1904.07618.

---

Jan. 10 (Fri.) 15:30- ＠5号館525

"近年の宇宙観測における不協和と初期宇宙モデルへの示唆について" PDF

宇宙マイクロ波背景放射をはじめとする様々な宇宙観測により平坦ΛCDM宇宙モデルが標準宇宙モデルの地位を確立した。 一方で、物質ゆらぎの振幅やハッブル定数の測定など、平坦ΛCDM宇宙モデルを仮定した予言と不一致が見られる観測が近年報告されている。 本講演ではそのような近年の宇宙観測における不一致について解説するとともに、 それらの問題を解決する可能性のある様々な初期宇宙モデルについて紹介する。

---

Dec. 18 (Wed.) 15:30-

"初期宇宙における右巻きニュートリノの崩壊によるエントロピー生成と原始重力波"

右巻きニュートリノは、小さなニュートリノ質量を説明するシーソー機構において導入される新粒子である。 我々は、特にGeVスケールの右巻きニュートリノの崩壊によるエントロピー生成を再評価した。 この付加的なエントロピー生成は宇宙の長寿命粒子などの残存量を薄める効果があり、 宇宙暗黒物質やバリオン数非対称性に影響を及ぼす。 さらに、この付加的なエントロピー生成が原始重力波スペクトルに与える影響を見積もり、 将来の原始重力波実験での感度を評価する。

---

Nov. 20 (Wed.) 15:30-

"Application of Tensor Renormalization Group to Particle Physics"

Tensor renormalization group, which is a numerical algorithm in tensor network scheme, has fascinating features: (i) no sign problem, (ii) logarithmic volume dependence of computational cost, (iii) direct treatment of Grassmann variables, (iv) direct measurement of partition function itself. These inspires the interest across various research fields. We have been working on application of tensor renormalization group to particle physics. I will explain the recent progress of our research.

---

Nov. 13 (Wed.) 15:30-

"ブラックホール準固有振動に対する新たなアプローチ"

ブラックホールに摂動を加えると、固有の減衰振動（準固有振動）が現れます。 準固有振動は合体直後のブラックホールから放出される重力波の波形に典型的に見られます。 このような準固有振動数はシュレーディンガー型2階線形常微分方程式の2点境界値問題として特徴づけられます。 このセミナーでは準固有振動数を精度良く求めるための新たな計算手法をいくつか紹介したいと思います。

---

Oct. 30 (Wed.) 15:30-

"Relic Abundance in Secluded Dark Matter Scenario with Massive Mediator" PDF

Secludedシナリオ、SIMPシナリオ、Canibalシナリオなど、様々な動機を基に、 標準模型と暗黒物質が直接相互作用を持たず、媒介粒子を介して繋がる枠組みが近年盛んに研究されている。 こういったシナリオでは、しばしば、暗黒物質と媒介粒子の質量が縮退したものとして予言されるが、 その場合、ユニタリティー制限に反せずに暗黒物質残存量を観測値と整合させることができない。 本研究では、こういった枠組みにおいて、媒介粒子の寿命により、 暗黒物質残存量をコントロールするという新規アイデアを提案する。 このアイデアにより、観測値と整合する残存量が予言され、 様々なシナリオにおいて許容パラメーター領域が大きく変化する可能性がある。 本講演では、この新規アイデアが働くための条件や、算出される残存量の解析的・数値的解析について話す。

---

Oct. 23 (Wed.) 15:30-

"Dynamics of Revolving D-branes and Stringy Threshold Corrections to the "Higgs" Mass Term" PDF

Towards solving the hierarchy problem of the Higgs field, we study dynamics of revolving D-branes. We first introduce a method of "partial modular transformation" which makes it possible to calculate the effective potential between D-branes in motion at all ranges of the distance. The potential is given as a sum of contributions from the massless modes of open and closed strings, but nevertheless free from the double counting. From the D-brane effective field theory point of view, this amounts to calculating the one-loop threshold corrections of infinitely many open string massive modes. The talk is based on a paper, arXiv:1909.10717.

---

Oct. 9 (Wed.) 15:30-

"SUSY and Non-SUSY Flux Vacua in Type IIB/F-theory Compactifications"

We examine various aspects of vacuum structures of 4D effective theories of moduli fields in flux compactifications. Imposing the no-scale structure for the volume modulus, we numerically investigate the distributions of local minima of effective potentials in the complex structure moduli and the axio-dilaton for two explicit examples in Type IIB and F-theory frameworks. Our numerical results for the distributions of non-supersymmetric minima exhibit a certain systematic behavior for the vacuum energy as a function of the string coupling. It is found that this functional behavior of the vacuum energy is deeply connected with a possible correspondence between the flux vacua in moduli stabilization and the attractor phenomena in supergravity.

---

Oct. 2 (Wed.) 15:30-

"Loop corrections to dark matter direct detection in a pseudoscalar mediator dark matter model" PDF

The dark matter (DM) direct detection experiments give a strong upper bound on the DM-nucleon scattering cross section (sigma_SI). Fermionic DM models with pseudoscalar mediators evade the constraint on simga_SI thanks to the momentum suppression of sigma_SI at the tree level. However, sigma_SI is not suppressed at the loop level. In this talk, I will discuss a benchmark model called "two-Higgs doublet + a” and show sigma_SI obtained by the improved analysis at the loop level. I also discuss the theoretical constraints from the stability of the electroweak vacuum and show that the maximum value of the sigma_SI is slightly above the prospect of the LZ experiment.

---

特別講義

Sep. 25 (Wed.), Sep. 26 (Thu.), Sep. 27 (Fri.) ＠ 5号館525

"素粒子的宇宙論入門"

9月25日（水）
10:30〜12:00　13:30〜15:00　15:30〜17:00
9月26日（木）
10:30〜12:00　13:30〜15:00 15:30〜17:00
9月27日（金）
10:30〜12:00　13:30〜15:00

主に初めて宇宙論を学ぶ学生向けに， 標準ビッグバン宇宙論，ビッグバン元素合成， 構造形成，インフレーション宇宙論， ダークマターなどの話題の初歩的な内容を板書で講義します。 また，学生からの質問を通して学生の理解度をはかり， 授業の進度を調節するつもりです。

---

Jul. 24 (Wed.) 15:30-

"Fermion Dark Matter in Gauge-Higgs Unification" PDF

We propose a Majorana fermion dark matter (DM) in the context of a simple gauge-Higgs Unification scenario based on the gauge group SU(3) x U(1)' in 5D Minkowski space compactified on an orbifold. The DM particle is identified with the lightest mode in SU(3) triplet fermions additionally introduced in the 5D bulk. We find an allowed parameter region for the DM mass around a half of the SM Higgs boson mass, which is consistent with the observed DM density and the constraint from the LUX 2016 result for the direct DM search. The entire allowed region will be covered by, for example, the LUX-ZEPLIN DM experiment in the near future. We also show that in the presence of the bulk SU(3) triplet fermions the 125 GeV Higgs boson mass is reproduced through the RG evolution of Higgs quartic coupling with the compactification scale around 10^8 GeV.

---

Jul. 17 (Wed.) 15:30-

"Equivalence of the field theory approach and the microscopic approach to the topological insulators in odd dimensions" PDF

Topological insulators in odd dimensions are characterized by topological numbers. For a general class of Hamiltonians, which are bilinear in the fermion with general U(1) gauge interactions including non-minimal couplings, we prove the well-known relation between the topological number given by the Chern character of the Berry curvature and the Chern-Simons level of the low energy effective action by an explicit calculation. A series of Ward-Takahashi identities are crucial to give the relation.

---

Jul. 10 (Wed.) 15:30-

"複素ランジュバン法によるタイプIIB行列模型の数値的研究と時空の生成" PDF

タイプIIB行列模型は、超弦理論の非摂動的定式化の有力な候補である。 特に数値的な研究により、(3+1)次元の膨張時空が自然に現れるといった非自明なダイナミクスが示されている。 しかしこの計算では、符号問題を回避するために近似が用いられており、その結果、分配関数においてexp(iS)をexp(S)に置き換えた計算になっていることが、最近明らかになった。 本講演では、符号問題を回避する方法として近年急速に発展してきた複素ランジュバン法を紹介し、それを用いることによりexp(iS)のまま計算した結果をお見せする。 特に、時空の次元が決まるメカニズムや、行列によって表される時空が、ラージN極限において滑らかなものになるかどうかについて、詳しく議論する。

---

Jul. 3 (Wed.) 15:30- @5号館525

"ヤンミルズ理論における分数インスタントン"

QCDにおける閉じ込めは、摂動論による解析計算でQCDおよびSU(3)ゲージ理論が漸近的自由性を持つことと、 非摂動論的定式化である格子ゲージ理論に基づく数値計算でその特徴が確認されている事によって大雑把には信じられている。 しかしながら、この解析的な計算のできる「摂動領域」と、格子理論で計算されている「強結合領域」が 「途中で相転移することなく一つの理論としてかけているのか？」ということが未だわかっていない。 実際、弱結合領域における摂動計算は、格子摂動論を用いて数値的に高次(35次)の計算が行われ、摂動級数展開が収束しない事が示唆されており、 その発散の振る舞いから、ボレル総和法等を用いても物理量に不定性が残ると考えられている。 近年、 QCDと同じような性質をもつ量子力学系や2次元の模型において、理論の時空を変形することで、 その時空に出現する分数電荷をもつトポロジカル背景場の周りの不定性がこの摂動級数展開の不定性と 相殺し、理論がリサージェントする事が示されてきている。 本講演では、４次元ヤンミルズ理論の時空構造を有効模型の場合と似たような変形をすることで、 これまで格子計算では知られていなかった分数電荷をもつインスタントン解が現れる事、その配位の特徴、起源について紹介する。 また、この分数インスタントンの存在が、理論的・現象論的にどのような意味を持つかも議論する。

---

Jun. 26 (Wed.) 16:30-

"Instantons in supergroup gauge theory"

We discuss the instanton solution in the supergroup gauge theory based on the supergroup generalization of the ADHM construction. We also discuss the corresponding moduli space, the brane realization, and the relation to non-supergroup gauge theories. This talk is based on https://arxiv.org/abs/1905.01513

---

Jun. 19 (Wed.) 15:30-

"スーパーBファクトリーの物理" PDF

３月からKEKでスーパーBファクトリー実験の物理ランが始まっている． 本セミナーでは，Bファクトリー実験について紹介し，議論の対象となっている荷電および中性カレントにおけるアノマリーとスーパーBファクトリーで期待される結果について議論する．

---

Jun. 5 (Wed.) 15:30-

"Dark Matter Heating vs. Rotochemical Heating in Old Neutron Stars" PDF

Dark matter (DM) particles in the Universe accumulate in neutron stars (NSs) through their interactions with ordinary matter. It has been known that their annihilation inside the NS core causes late-time heating, with which the surface temperature becomes a constant value of Ts≃(2−3)×10^3 K for the NS age t≳10^{6−7} years. This conclusion is, however, drawn based on the assumption that the beta equilibrium is maintained in NSs throughout their life, which turns out to be invalid for rotating pulsars. The slowdown in the pulsar rotation drives the NS matter out of beta equilibrium, and the resultant imbalance in chemical potentials induces late-time heating, dubbed as rotochemical heating. This effect can heat a NS up to Ts≃10^6 K for t≃10^{6−7} years. In fact, recent observations found several old NSs whose surface temperature is much higher than the prediction of the standard cooling scenario and is consistent with the rotochemical heating. Motivated by these observations, in this letter, we reevaluate the significance of the DM heating in NSs, including the effect of the rotochemical heating. We then show that the signature of DM heating can still be detected in old ordinary pulsars, while it is concealed by the rotochemical heating for old millisecond pulsars. To confirm the evidence for the DM heating, however, it is necessary to improve our knowledge on nucleon pairing gaps as well as to evaluate the initial period of the pulsars accurately. In any cases, a discovery of a very cold NS can give a robust constraint on the DM heating, and thus on DM models. To demonstrate this, as an example, we also discuss the case that the DM is the neutral component of an electroweak multiplet, and show that an observation of a NS with Ts≲10^3 K imposes a stringent constraint on such a DM candidate.

---

May 22 (Wed.) 15:30- Jun. 5 (Wed.) 13:00-

"Supersymmetric Gradient Flow in Wess-Zumino Model"

4次元Wess-Zumino模型に対するグラディエントフローの構成論とその解の振る舞いについて論じる。 この模型は、スカラー場とフェルミオン場が相互作用する最も単純な超対称模型であり、また、スーパーポテンシャルが量子補正を受けないという非繰り込み定理が成り立ち、超対称性がグラディエントフローの有限性のメカニズムにどのような影響を与えるのかを調べる良き試金石となる。 本研究では模型が持つべき対称性に基づき、フロー方程式を成分場形式と超場形式の2つのもとで構成し、それらが同じ式を与えることを示した。 Off-Shellではフロー発展と超対称変換は可換であり、On-Shellでは非可換になることを明らかにした。 得られたフロー方程式は、適切な座標系のもとで摂動的な解を求めることができる。 その解の振る舞いは、通常、グラディエントフローで多く見られるような単なる減衰型ではなく、減衰振動型となる点が特徴的である。 さらに、この系の摂動論における有限性についても議論したい。 本講演は主にarXiv:1904.06582 に基づく。

---

May 29 (Wed.) 15:30-

"Weak Gravity Conjecture from Unitarity and Causality" PDF

The Weak Gravity Conjecture, motivated by string theory and black hole thought experiments, states that gravity is the weakest force. In particular, it claims that there exist theoretical bounds on the charge-to-mass ratio and the axion decay constant in quantum gravity, which provides theoretical constraints on models of inflation and dark matter for example. In this talk, I will first review the Weak Gravity Conjecture and its phenomenological implications. I will then introduce our recent work providing its strong evidence based on unitarity and causality.

---

May 15 (Wed.) 15:30-

"Localized Fayet–Iliopoulos Terms on S^1/Z_2 Orbifold"

物質場を含む超対称ゲージ理論の orbifold コンパクト化は、4次元カイラルゲージ理論を得られる高次元模型としてたびたび議論されている。 このような理論では物質場の量子補正によって固定点に局在したFI項が現れると考えられてきた。 しかしFI項がノンゼロの値を持つと単純なKK展開が成立しなくなるため、上の様な単純な議論は実際には成り立つかは定かではない。 我々は量子補正とモード展開が無矛盾に成り立つために必要な条件を探し、ツリーレベルのFI項がある値を持てば上の議論が成り立つことを示したい。 また、そのような状況では、バルクの波動関数と固定点上の波動関数の電荷がキャンセルしていることを示す。

---

May 8 (Wed.) 15:30-

"Is Symmetry Breaking into Special Subgroup Special?" PDF

最近大統一ゲージ群の特殊部分群への破れを用いた大統一理論``特殊大統一理論''を提唱した． この理論ではSU(16)対称性の特殊部分群SO(10)への自発的破れなどを用いているが，これまで行われてきたほとんど全ての標準理論を越える統一模型構築の試みではリー群の正則部分群への破れだけが議論され，特殊部分群への破れは議論されていない． そのため，対称性の特殊部分群への破れは特別なことであると認識されてしまうことが多いように思われる． ただし，ヒッグス機構や力学的対称性の破れ，オービフォールド境界条件での破れの一般論などにより特殊部分群への破れの例は既にいくつか知られている． 具体例として，L.-F.Li('74)による四次元ゲージ理論でのヒッグス機構によるSU(N)対称性の特殊部分群SO(N)やUSp(N)への自発的破れや，九後-佐藤('94)による四次元の南部--Jona-Lasino(NJL)有効模型を用いたE_6大統一理論でのE_6対称性の特殊部分群F_4やUSp(8)などへの力学的対称性の破れなどが知られている． 本講演では九後-佐藤('94)と同様の議論をユニタリ群SU(n)の定義表現と二階反対称表現フェルミオンの場合に適用し，対称性の特殊部分群への破れが特別なことではないことを説明したい． 本講演は主に九後汰一郎氏(京大基研)との共著論文arXiv:1904.06857に基づく．

---

Apr. 10 (Wed.) 15:30-

"Weak renormalization group and critical phenomena" PDF

We discuss an application of the functional renormalization group to critical phenomena. When phase transitions take place, the solution to the renormalisation group equation which is given as a differential equation diverges. In such a case it is difficult to evaluate physical quantities in infrared regimes. We define the solution of the renormalisation group equation as a weak solution. In this talk, using the Nambu-Jona-Lasinio model, we demonstrate that the weak solution correctly describes the dynamics of phase transitions. The chiral phase diagram at finite temperature and finite density is shown.

---