量子重力理論では対称性がすべて破れることを証明 東京大学国際高等研究所カブリ数物連携宇宙研究機構
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量子重力には対称性はない ― 大栗機構長らが証明
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）
https://www.ipmu.jp/sites/default/files/imce/medium_0.png
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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)
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。
https://www.ipmu.jp/ja/20190619-symmetry
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。 馬鹿な俺でも理解できるように説明できたやつが一番賢いと思うんだ
さあ説明しろ >>7
東大の論文を読んで理解してるうちは東大を越えられないから 要するに抜けた毛は二度と戻らないって事だろ知ってるよ(怒 あくまで理論の話で現実どうなってるのかは分からんのだろ ミクロの世界では物理法則なりたってないってのがまた１つ証明されたってこと？ 
>>7
俺たちの宇宙は学者が思うほど美しくはなかった。
ということ。 >>7
そもそも分かりやすく説明出来ると
思ったら大間違い フィジカルレビューレター誌のIFは8.8くらい
うーん微妙
少なくともニュースにする価値は無さそう 童貞に彼女が永遠にできない非対称性が科学的に証明されてしまったか >>7
完璧美少女はウンコしないし汚れないって幻想が打ち砕かれた >>18
対称的なものを綺麗と思ってのは人間のエゴだろ
>>37
今まで
C（電荷）対称性が破れたので
CにP（パリティ）をかけてCPには対称性があると考えられてきた
だがCP対称性がやぶられる事象が発見されたので次はT（時間）をかけてCPT対称性とした。
でそれが1000兆分の1の確率で破られそうだ。って話。 つまり金たまが片ほうだけないとか
そういうことだよね 良く分からん。
量子力学だと、その都度結果が違うという事？ やっぱりw
対称性があると宇宙は存在しないからね
真空崩壊ありか？ マズいな・・・
重力子放射線射出装置実現に向けた1つめの理論に辿り着いてしまう恐れが出てきた
早々に手をうたねば取り返しのつかないことになるぞ >>7
球が三つあったらふつう、∴ こんな感じに並べたくなるじゃん？
蜂の巣とか綺麗な六角形だし自然がやるならなおさらそうなりそうだけど
実はミクロの方だと意外と綺麗な並び方でもなかったってこと >>56
対称性の破れの結果、重力が発生するとか・・・ そもそも対称性が成立しないと物理学は成立しないんじゃ無いのだろうか？ ひとつだった重力や電磁気の分岐を進化とみるか 退化とみるか・・・
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結論だけを言うと、相対性が破れる！ってのは、そこをつきつめて研究しても数式で表現する事が出来ない！って事よ。
要は、ルールがない ゲージ対称性とか超対称性とかとにかく全部破れるってことなの？
ちなF 万物の理論とか、統一理論とか物理学者は研究し目指してるけど、
相対性が無い部分はルールがないから統一なんて無理！って事だな。
いつ相対性が無くなったのか、初めからないのか
もしくは初めから相対性がなくて、ある部分だけは相対性を持つようになったのか、
こう言う研究をしなきゃな。 なんてこった！
これじゃ俺の相対量子加速重量子ポジトロン理論の完成が遅れちまう！ ルールを決めた時だけルールがあり、他は無秩序
あってる？ 線は半分に折れば対称
どんどん短くして点に近付いていったら、点としか言えなくなった
という認識で合ってる？ 素粒子と素粒子の間隔を縮めてみろ
ほら何かが飛び出してくるだろ
原子核を分離させても分からんだろ
逆だ圧縮してみろ
それが重力子だ >>75
例えば工学だと近似値で要求精度が得られるからヨシ！動く！みたいなのがあるけど
理論でやろうとすると、ゼロは何があってもゼロじゃなきゃならん！無限もな！ってな具合
近似値を求めるのに対称性が使えると簡単だけど、理論でやろうとすると面倒！わからん！みたいな >>7
ホログラフィック原理が正しいと言う前提で証明されたから
ホログラフィック原理の元になったブラックホール内では対称性が破れると言う当たり前の話(´・ω・`) >>7
重力と量子力学との作用の間に反重力(まだ地球属では未発見)の理論が必要
反重力の作用により対称性は保たれる >>92
SFのUFOが飛ぶ原理じゃんw
実際に反重力なんてあったら、いきなり大爆発エンドとしか思えないんだが
そのあたりどうなん？ >>20
素子━━━━━━(ﾟ∀ﾟ)━━━━━━!!!! 非局所性とか量子もつれの方が興味があるのだけど
これって関係あるの 対称性が無いんなら重力子なんてないんじゃないか
ホログラフィック宇宙が正しいような気がしてきた 丸い絵の意味がわかったわ
あれadsなんだな
エッシャーと同じだわ
背後にペンローズがいたらしいが >>43
その対称性、破れたんじゃなくて最初から無いんじゃって思うよな スイートスポット
カモメみたいな図形のつなぎ目にスイートスポットがってそこに対称性があったら笑う 大栗先生やっぱり頭１つ出てすごいなあ。
日本の物理学でノーベル賞に近い男だな。 カツラをカブッても左右対称の髪型にしてはいけない
科学者が信じるほどに自然な形状ではないからだ
という研究発表だよ その中に，懐かしい名前を見つけて少々感動した．京都大学理学部1~2回生で同じクラス（1980年入学のS６）
だった大栗博司さん（カリフォルニア工科大学=CALTEC H 教授）がその人である．
当時，京大理学部の入学定員は281人であったが，それは1人の天才＋280人の凡才であり，
彼がその一人であるとよく仲間で話をしたものだ．実際，「彼が物理に行くから」という理由で，
３回生からの専門分野を化学や生物にした人が何人かいる．
物理学科に進学して、このおっさんを見てノーベル賞を諦めました。
大栗博司
私が大学３年の時、彼は東大物理学教室の助手になりたて。京大物理の修士を終えたばかりで。
通常助手になるには、博士課程を終えてからなれるかどうか。しかもそれが理論物理学の場合、
超〜競争が激しいんです。優秀な頭脳が集う東大・京大、その中でも（医学部を除く）理系で
最も競争率が高い物理学科、その中でも超人的に頭が良いやつが残る理論物理学教室。
その研究室で博士課程を終えて助手になるだけでも大変だというのに、彼は修士課程だけで助手になりました。
いわゆる飛び級のような感じ。 カブリ数物連のやつね
俺はズルムケだから面接落ちたわ >>7
静電気、磁石、核融合、重力
この中に仲間はずれがいまーすwwwwww 対象性が破れるって事は、宇宙は勝手に生まれるって事で
キリストの神を殺した理論なんだぜ >>112
破れないゴムを設計して作ったけど
自発的に破けること 量子誤り訂正なんていう、いかにも実用一辺倒で考えられたぽいネーミングの理論が
宇宙の根源に迫ってるのが面白い。 要するに俺が恋愛の対象にならないのは
どうにもできないんだろ？ >>43
ぶっちゃけ、観測できてないレベルの遠さの巨大な天体から
凄まじい重力とか受けてたら偉人の計算全ておじゃん、とかなりそうｗ まず、対称性の破れとは何か教えておくれ。俺の顔の事か。 灰色の部分をいくらでも小さく、ってプランク長以下にしても成り立つの？ 仕事でここと取引あるけど始めて東大カブリ物から電話来てると言われた時は？となった思い出 この前見た番組によるとヨーロッパでは偶数が好まれるそうな
割り切れたりして対称性があることが美しいとされるんだと
それに対して日本では3や7などの奇数に親しみを持つ人が多いらしい
まぁ七五三だとか仏教でも三ていう数字はよく出てくるし
日本では対称性よりはバランスを重視するってことかもしれん
そういや対称性といえば、某国の人達の名前も(ry 反物質的な虚数軸の世界で物質を証明出来るか？
出来ねえだろ、対消滅するように出来てんだから。
宇宙の解明などやめとけよ。
達成感と虚無感も表裏一体だぞ。
複素数的思考の悟りと同様、全て一周まわる。
物質界では物質として生きるしかない。 今現在の宇宙→ビッグバン→インフレーション→虚空間→ヒモ理論→プロトバース
(；・ω・) 対称性の破れの
やぶれに違和感がある
正しい日本語なのか >>136
減らしていけばいいじゃん
4つに分ける
3つに分ける
2つに分ける
で次がイメージできなかった >>135
昔は崩れとも言ってたような
破綻っすね 量子論では対称性を仮定して論理的な推論をして導かれた結果が実験で確認されてるんじゃね？
理論と実験結果が違っていたら理論の方が間違いだと判断するのが合理的なんじゃないのかな つまり俺の右手と左手は対称性があるように見えて、実は対称性がないってことだろ？
俺って天才！ CPT対象性が破れるのですか？
バカにも分かるように教えて下さい天才の人 東京大学国際高等研究所の仕事かぁ、やるね！
ということで、東京国際大学出身の俺が来ましたよ〜！！ 全然まったく意味がわからない。
数学と物理ができたら、
違う人生だったなあと関係ないことが
頭に浮かんだw 全然知らんけど、これとリー環とかってなんか関係あるの？時空の構造が数学的に表現されたもんなんでしょ。
あとスピンの右回りと左回りってのも関係してんの？これも時空の構造がわかるんでしょ。
つかさー、易とどう関係してんの。易って未来わかるじゃん。 >>93>>しか思えない。
そう考える根拠を示して欲しい。どうしてそう思うのか、まず説明して ＞陽子崩壊の示唆やモノポールの存在が予測されました。
ヤバすぎだろ
これもう究極の統一理論まであと一歩やん
究極の一に踏み込む段階になったら全ての対称性が破れるのは脳内シミュで分かるけど
それを科学的に証明するのはもうちょいやな お前らって、政治・経済・芸術・歴史・文学・数学・語学・科学技術・情報科学
どんな話題でもこなすけど、量子力学だけはからきしだよなｗ >>149
ところどころでサラッと嘘（というより手抜き）書いてる
まあ、新書版１冊に納めろという不可能な条件を突きつけられてるんでしかたないのだろうが 重いものを浮かすことができるようになる
巨石UFO何でも実現！ >>7
紙の上にボールペンで直線を書いて平面上の直線だとすることはできるけど、それは実際には凸凹の荒野にインクが一定の方向に散らばってるだけ。
どうやら人が描いていない量子単位でもそのようになってる。
古代人がこのことを勘だけで嗅ぎつけたなら、宇宙を神の絵だと表現したことだろう >>170
図では8つに分かれてるけど、任意の数に分割できるとしてるから8個じゃなくてもいい 対称性の破れってもう30年も前から言われてたじゃん 原子核って見たことある人いるの？実際はないんじゃねーの。異世界からエネルギーが来てるんだろ。 >>173
今回のは対称性の破れがあるかどうか確かめなくても、量子重力理論では必ず全ての対称性が破れてるって証明したんでしょ。 >>177
量子論では対称性があると言う仮定で論理展開して
その結果として予想した事が実験でも確認された
っていうケースがあると思うけど
量子重力理論では違うってこと？
そもそも量子重力理論ってなに？
量子論とはどんな関係？ >>178
電磁気力
弱い力
強い力
重力
一番上だけで量子電磁気力学
上二つで電弱統一理論
上三つで大統一理論
ここまではほぼ確立してる
四つまとめて量子重力理論とかいろいろ うん？うーん？
分かんない
頑張って研究進めておくれ ＜i | H | j＞ = ＜j | H | i＞ >>20
なぜか武に見えてくる不思議(´・ω・`) >>180
方程式のtを-tにしても(時間反転)
結果は変わらない
とかそういうことだよ そうなると物質と反物質が同数で全て消滅して何もない超安定の宇宙は存在しないと言う事か？
ただ、強い力、弱い力などのバランスが微妙にこの宇宙とは異なり、この宇宙とは全く異なった物理現象が起きている宇宙はあると言う事だな。 ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
