1: 一般国民 ★ 2019/06/21(金) 07:16:10.91 ID:CAP_USER

量子重力には対称性はない ― 大栗機構長らが証明
https://www.ipmu.jp/ja/20190619-symmetry
2019年6月19日
東京大学国際高等研究所カブリ数物連携宇宙研究機構(Kavli IPMU)

 画像:図1. 「量子重力理論は対称性を持たない」ことを背理法で証明する図。
    もし対称性があるとすると、それは図の灰色で塗られた部分にしか作用せず、中心の黒い点のまわりの状態には変化を起こさない。
    円周を細かく分けていくと、灰色の部分をいくらでも小さくできるので、対称性には、どこにも作用しないことになる。
    これは矛盾である。(Credit:Harlow and Ooguri)
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 1. 発表概要
 東京大学国際高等研究所カブリ数物連携宇宙研究機構(Kavli IPMU) の大栗博司 (おおぐりひろし) 機構長は、マサチューセッツ工科大学物理学教室の Daniel Harlow 助教と共同で、重力と量子力学を統一する理論では、素粒子論の重要な原理であった対称性がすべて破れてしまうことを、ホログラフィー原理を用いて証明しました。この証明にあたっては、量子コンピューターで失われた情報を回復する鍵とされる「量子誤り訂正符号」とホログラフィー原理との間に近年発見された関係性を用いるという新たな手法が用いられました。本研究成果は、素粒子の究極の統一理論の構築に大きく貢献するものであるとともに、近年注目される量子コンピューターの発展にも寄与すると期待され、アメリカ物理学会の発行するフィジカル・レビュー・レター誌 (Physical Review Letters) に2019年5月17日付で掲載され、成果の重要性から注目論文(Editors’ Suggestion)に選ばれました。


 2. 発表内容
 宇宙が始まった当初、「電磁気力」「強い力」「弱い力」「重力」の4つの力が全て統一されていたと考えられています。ミクロの世界を記述する量子力学を基礎とした理論を用いて、「電磁気力」「強い力」「弱い力」の3つの力については統一的に説明できますが、重力を含めた4つの力も含め統一的に説明する理論については未だ研究途上の重要な課題であり、様々な面から研究がなされています。

 例えば、物理学にとって重要な「対称性」の概念について、量子力学で成り立っている「対称性」が重力を組み合わせてしまうことで成り立たなくなることが、以前より指摘されていました。しかしながら、この指摘について厳密な証明はされておらず、推測の域を出ていませんでした。

 今回、Kavli IPMU の大栗博司 (おおぐりひろし) 機構長は、マサチューセッツ工科大学物理学教室の Daniel Harlow 助教と共同で、重力と量子力学を統一する理論では、対称性がすべて破れてしまうことを、ホログラフィー原理を用いて証明しました。ホログラフィー原理とは、量子力学の記述するミクロな世界での重力の振る舞いを、重力を含まない量子力学の問題として説明することを可能とする理論です。中でも、1997年にプリンストン高等研究所のファン・マルダセナ (Juan Maldacena) 氏が発表した AdS/CFT 対応はホログラフィー原理を数学的に厳密に定義した代表的なものとして知られています。

 大栗機構長らは、今回の証明にあたって、この AdS/CFT 対応と「量子誤り訂正符号」との間に近年発見された関係性を用いるという新たな手法を用いました。「量子誤り訂正符号」とは、量子コンピューターで失われた情報を回復する鍵とされるものです。加えて、今回の証明により、陽子崩壊の示唆やモノポールの存在が予測されました。しかしながら、陽子崩壊の崩壊時間を定義するまでには至っていません。対称性に関しても、どのように破られるかを定量的に示すには至っていないことから、研究グループは今後更に研究を進めていく予定です。

 本研究に関して大栗機構長は「対称性は自然の基本的な概念であると一般的に考えられてきました。そして、多くの物理学者は、自然界には美しい一連の法則性が存在しなければならないと考えており、美しさを定量化する1つの方法は対称性であると考えています。しかし、今回私達は、量子力学と重力が統一されている最も基本的なレベルの自然の法則では、対称性が保たれないことを明らかにしました。つまり、物理学者達が抱いてきた対称性に対する信念が間違っていることを示したのです」と述べています。

 本研究成果は、アメリカ物理学会の発行するフィジカル・レビュー・レター誌 (Physical Review Letters) に2019年5月17日付で公開され、成果の重要性から注目論文 (Editors’ Suggestion) に選ばれました。

関連情報
Kavli IPMU
https://twitter.com/KavliIPMU/status/1141211169991974914
https://twitter.com/5chan_nel (5ch newer account)



引用元:http://anago.2ch.sc/test/read.cgi/scienceplus/1561068970/
59: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/06/21(金) 12:34:10.41 ID:7C8S7rxQ

>>1
えっ当たり前だよな
対称性破れってそれを見つけ出そうとしているだけで研究費を無尽蔵に生み出そうと
しているブラックホールなのは当たり前でしょ
その当然のことより今は対象性を破る研究をしているのだと思っていたけど

点であるかはそれを観測する連中の能力がないのは置いといて点ではないことの
証明をするためにバカみたいに金を使っているのだと思っていたけど
どこから金を生み出すのかは知らないけど最後の出資者がいなくなるまで時間浪費していても
俺には関係ない


109: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/06/22(土) 00:30:42.51 ID:5NbABToU

>>59
全然当たり前じゃない
伊達にEditors’ Suggestionに選ばれてない
すぐ知ったかする恥知らず


65: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/06/21(金) 13:00:16.37 ID:pBvu8wEP

>>1
このまとめからどうして陽子崩壊とモノポールが肯定されるのかさっぱり分からない


86: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/06/21(金) 21:03:04.21 ID:VgZeYF/p

>>1no title
この画像
フェルマーの最終定理の証明の説明で出るモジュラー形式の図と似てるね
AdS/CFT対応の反ド・ジッター空間ってのがまさにそうなんだろうけど
エッシャーの天使と悪魔の図も良く例に出るけど、こういうの見るとなんか怖くなるね
奇妙な世界に迷い込んだみたい


3: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/06/21(金) 07:27:14.75 ID:rbkZt80e

さっぱ分からん


4: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/06/21(金) 07:32:21.42 ID:DJrwN0E/

対象性について、ひも理論ってどうなの?


7: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/06/21(金) 07:54:06.37 ID:a/ecC+yE

大栗さんは偉大だよな
とっくにノーベル賞級の成果を挙げてるし、またもや凄い成果を挙げたね


40: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/06/21(金) 10:48:04.92 ID:TJrg+Rno

>>7
大栗教授、ここ数年、科学ニューススレを見てきてやっと登場してくれた~
まあ超弦理論関係でノーベル賞がでるなら前に2、3人先着がいるけどね


8: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/06/21(金) 07:57:41.55 ID:VqcfOoT8

わけが分からないな。局所的にも対称性は破れているというのかな。
たとえばエネルギーの保存則が成り立たなければ、ハミルトニアンは保存量じゃないし、運動量の保存則が成り立たなければ、並進対称性が崩れていることになるし、
角運動量が保存しなければ、回転対称性が破れていることになる。
そのほか、スピンや電荷やパリティやなんやかんやがことごとく破れていたら、
一体どうやって等式で方程式を書けば良いのだろうか?無理なのじゃないか?


77: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/06/21(金) 15:42:44.76 ID:OZMK1+GA

>>8
そういうときは
見かけのエネルギーを考慮するんだ
そもそも重力も見かけの力


9: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/06/21(金) 07:59:24.26 ID:Vg50UjmH

思考実験?


15: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/06/21(金) 08:13:48.10 ID:yVpXlzB3

そういうことね


25: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/06/21(金) 08:27:21.77 ID:MMTtQO7i

つか、対称性がないなら、どうなるの。
統一理論は無理ってこと?

重力を含めない3つの力は統一的に説明できるのに、その3つの力についての理論は御破算ってこと?(そもそも4つ含めないと意味がない?)


26: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/06/21(金) 08:28:36.68 ID:SYPO3Iy+

相対性理論を量子世界に移植するから、おもろいな?
重力を入れようとすると 対称性が邪魔になる。


28: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/06/21(金) 08:29:37.31 ID:tXM9xCYo

大栗先生は数学力も凄いんだろな


29: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/06/21(金) 08:34:37.25 ID:kpX9N/Rb

>>28
こういう難しい理論を考えられる人は皆、数学が強いね。
ただアインシュタインやラマヌジャン、シャウベルガーのような
独創的なアイデアを出せる人になると
一般的な教育では落第生になるから本当に出来る人が学校の成績が良いとは限らない。


31: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/06/21(金) 08:47:13.66 ID:tXM9xCYo

>>29
なるほどな
才能というのは見極めが難しいわ


33: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/06/21(金) 09:18:50.86 ID:azJJCy50

>>29
そう信じたいんだろうけど長い歴史を見れば相関関係はない


41: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/06/21(金) 10:50:41.67 ID:TJrg+Rno

>>28
京大の同期は誰も相手にならなかったらしい。
助手時代に教授グループ相手に発表されたばかりの理論の解説役を任された話まである。


67: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/06/21(金) 13:17:51.58 ID:tXM9xCYo

>>41
大栗先生は京大出身なのかあ
言われてみればこういった発想は東大より京大のほうがしっくりする


80: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/06/21(金) 19:16:27.88 ID:/i9Hj64f

>>67
確か京大から東大に行って修士出て博士すっ飛ばして助手になった
先日亡くなった江口教授のとこで


30: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/06/21(金) 08:41:12.96 ID:SYPO3Iy+

これも 適当だけど 
対称性無くすのなら、 別のルジャンドルとかぁ ポアッソンみたいなもの 必要なんじゃない?


32: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/06/21(金) 09:02:48.29 ID:IZnbPg+N

こういうの理解できる人間に生まれたかった


34: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/06/21(金) 09:19:26.00 ID:2TLg2Ihi

>物理学者達が抱いてきた対称性に対する信念が間違っていることを示したのです

ここだけでいいな


35: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/06/21(金) 10:34:40.42 ID:OQZ9MLqb

対称性の破れが存在の起源とか頑張ってたやつ大敗北じゃんw


61: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/06/21(金) 12:43:30.21 ID:73UkUvYL

>>35
この論文で否定してるのは大域対称性の存在。
局所対称性や超対称性は関係ない。


37: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/06/21(金) 10:40:48.73 ID:nIl8gfBD

まあゲージ対称性とかどうも後付けっぽい感じだったしな
これが正しければ、この世はさらに楽しくなる


38: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/06/21(金) 10:42:35.73 ID:qNAB4l3N

人間が理解できる要素を美しいと言ってるだけな気がする
科学は自然のうち人間に理解できる部分だけを集めたものだから 必然的に美しくなる
自然のうち人間が理解できる部分はたしかに美しいが 自然の全てが美しいと限らない…はず


47: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/06/21(金) 11:17:50.42 ID:MTT6wVbR

超対称性パートナーってのがダークマターって聞いたんですが


48: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/06/21(金) 11:18:37.44 ID:SYPO3Iy+

2重スリットとトンネル効果


49: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/06/21(金) 11:20:02.72 ID:sAJvjWCE

西洋文化は物理学で日本文化は量子なんだなぁ


50: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/06/21(金) 11:40:44.67 ID:fcQmeF2Y

量子力や重力は一方的に存在する、または作れるとか。無限エネルギーだなw


54: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/06/21(金) 12:18:58.72 ID:oDdeGtMM

大栗さんて重力が存在しない事の証明に成功したといってなかったっけ?
証明と言っても数学的にだけど。


58: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/06/21(金) 12:30:39.35 ID:1xBibMI3

ホログラフィック原理は正しいとすれば。
量子力学はスケール=群ごと、一般相対性理論みたいなもので記述できるってことでいいんだろ?
それを層的な方法で貼り合わせればいいんじゃないかと。
だから一般・一般相対性理論。


66: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/06/21(金) 13:00:33.14 ID:5ZGwIOUw

ニュートン力学の範囲での対称性の具体例って何かある?
万有引力の法則は互いに質量の分だけ引き合っているという意味で対称性の一例なんだろうか?


71: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/06/21(金) 13:48:47.39 ID:b6X0dYXT

決定的な理論ってわけではないんだよな
これまで提出された量子重力理論のいくつかを否定するって内容でしょ


72: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/06/21(金) 14:06:54.45 ID:ejGQKO4u

大栗教授は最近、スワンプランドの理論で注目されていたって聞いたけど
それとはまた別?
なんか、究極理論を求めて外堀から埋めていってる気がする。


75: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/06/21(金) 15:12:03.44 ID:wTMx4Dkc

「量子重力理論は対称性を持たない」

これ自体は本当なの?間違いなの?決められないの?


78: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/06/21(金) 17:38:35.21 ID:7nt0g7An

>>75
だから、否定してんのは大域対称性の存在。ゲージ対称性等についてではない。


81: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/06/21(金) 19:39:55.60 ID:JBDSDTZY

実験とリンクしないで机上だけの話なんか?
そもそも空間の概念が想定したものと同じなのかも分からんじゃん。


83: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/06/21(金) 19:55:40.05 ID:rYBdsEuF

よくわからんけど・・・

ノーベル賞くるかな


84: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/06/21(金) 20:46:41.35 ID:E+rMM5r1

>>83
いや。局所対称性が保たれるならば、本質的に従来理論は破綻しない


95: ニュースソース検討中@自治議論スレ 2019/06/21(金) 22:35:56.48 ID:kXJO9y31

「重力は間違ってる!」
とするのが一番数学的に美しくなる

「りんごが落ちるのは誤り」
とすれば重力のもたらす不可解な現象を説明できる。
対称性をベースにした=ヒッグス機構なんかマジで強引に対称性に持って行ってるw
量子力学=標準模型が崩壊してしまう
よって「重力は誤り」とすればすべて解決するのである。

おわり