加藤政博, 自然科学研究機構分子科学研究所
[光渦についての特別セミナー] 自由電子による光渦の放射
通常の光は平面あるいは球面状の波面を持つ。これに対し約25年前に、螺旋状の波面を持つ奇妙な光（光渦）が存在し、スピン角運動量とは別に軌道角運動量を運ぶ、とする理論的な研究成果が発表された。その後、レーザー光を特殊な光学素子を通すことで光渦を生成す
る手法が確立し、情報通信、ナノテクノロジー、イメージングなど幅広い分野への応用を目指して活発に研究が行われている。
一方、自然界における光渦の存在、あるいはその役割は、これまでほとんど議論がなされてこなかった。このような奇妙な光が自然現象として放射されるとは認識されていなかったようである。しかし、最近、円軌道を描く電子からの放射が光渦の性質を持つことが理論的に示され、また、シンクロトロン放射を用いた実験的検証も行われた。円軌道放射は、サイクロトロン／シンクロトロン放射、円偏光コンプトン散乱などの基礎を成し、宇宙物理学・プラズマ物理学から加速器光源技術に至る幅広い分野で重要な役割を果たす。従って、光渦は、天体周辺の磁気圏から高エネルギー加速器まで、自然界や実験室の様々な状況で自然に放射され、その波長は物理的なパラメータに応じて電波からガンマ線に及ぶはずである。
本講演では、光渦とはどのようなものか、また、これまでの光渦に関する研究について短く概観した後、円軌道放射が螺旋状の波面を有し軌道角運動量を運ぶことを初等的な古典電磁気学で示し、その直感的な説明を試みる。また、高エネルギー電子が光渦を放射する実験的な証拠を紹介する。講演の終わりには、自然科学や物理学における光渦研究の様々な可能性について皆さんと議論させていただきたい。
梶田隆章, 東京大学
[第四回KEK連携コロキウム] 重力波の観測に挑むＫＡＧＲＡプロジェクト
現在岐阜県飛騨市神岡で、東大宇宙線研、高エネルギー加速器研究機構、国立天文台の協力のもと建設を進めているＫＡＧＲＡでは重力波を観測し、アメリカのＬＩＧＯやヨーロッパのＶｉｒｇｏなどと共に重力波の天文学を切り開きたいと考えています。本講演ではＫＡＧＲＡの現状と、ＫＡＧＲＡの目指すサイエンスについてお話しします。
Yoshiyuki Inoue, RIKEN
[Cosmophysics group seminar] Toward the understanding of magnetic fields in the vicinity of active supermassive black holes
Magnetic fields of active supermassive black holes have not been measured yet, although it is one of the most fundamental parameters in black hole physics such as for launching mechanism of relativistic jets and generation of hot coronae. In this talk, I will report our new measurements of magnetic fields in several tens Schwarzschild radii of central black holes. Utilizing ALMA and NuSTAR, we successfully detected coronal synchrotron emission. The estimated magnetic field strength is not strong enough to keep corona hot.
Naoki Yamamoto, Keio University
Chirality, Topology, and Astrophysics
Chirality of fermions has a topological nature. This microscopic property modifies the macroscopic hydrodynamic behavior and leads to unusual transport protected by topology in relativistic systems. We argue that these topological tranport phenomena should play important roles in the evolution of supernovae and could potentially solve the problems in astrophysics, such as the origins of supernova explosions and magnetars.
Matsuo Sato, Hirosaki University
弦幾何と弦理論の非摂動論的定式化
弦幾何、つまり、相互作用を含めた超弦の集合、その位相、チャート、計量を定義する。弦位相空間上の漸近的な軌跡の集合はターゲット多様体中の超リーマン面のモジュライを正しく再現する。弦幾何に基づいてゲージ場と結合するアインシュタイン-ヒルベルト作用を定式化し、弦空間上の位相、計量、ゲージ場について足し上げる事によって、超弦理論を非摂動論的に定義する。この理論は背景（ターゲット空間を含む）に依存しない。理論は弦多様体上の一般座標変換対称性の一部として超対称性を持つ。T双対も一般座標変換対称性の一部である。結果、IIA超弦とIIB超弦の違いは弦多様体上でどの座標系を選ぶかである。弦多様体においてDブレーンとOプレーンがある配位をとる場合はSO(32) I型超弦との違いも同様である。この一つの理論において摂動論的真空を表す背景を固定し、その周りの揺らぎから、IIA、IIB、SO(32) I型超弦の全オーダーの摂動論的散乱振幅を超モジュライを含めて導出する。理論は、粒子だけでなく時空の点も、ミクロに観測すると弦が観測されることを予言する。つまり、この理論は粒子と時空を統一する。新しい概念の説明のため黒板を用いて日本語で行う。
齊藤英治, 東北大学
[第三回KEK連携コロキウム] スピン流とスピントロニクスの物理
スピン流は物質中のスピン角運動量の流れです。最新のナノテクノロジーにより、スピン流を実験的に捉えることができるようになり、スピンを用いたエレクトロニクス「スピントロニクス」が急速に進展しました。
スピン流の基礎物理は幾何学的位相や相対論など物理学の面白く美しい部分と深く繋がっていることが明らかになり、他方でスピン流の概念はメモリデバイス開発等へ応用が進み、その一部は実用化に至っています。
講演では、スピン流の基礎概念を紹介し、研究の現場の活気とともに最新の成果のいくつかを紹介する予定です。
Kazuo Hosomichi, National Defense Academy
Supersymmetric vortex defects in two dimensions
We study codimension-two BPS defects in 2d N=(2,2) supersymmetric gauge theories, focusing especially on those characterized by vortex-like singularities in the dynamical or non-dynamical gauge field. We classify possible SUSY-preserving boundary conditions on charged matter fields around the vortex defects, and derive a formula for defect correlators on the squashed sphere. We also prove an equivalence relation between vortex defects and 0d-2d coupled systems. Our defect correlators are shown to be consistent with the mirror symmetry duality between Abelian gauged linear sigma models and Landau-Ginzburg models, as well as that between the minimal model and its orbifold. We also study the vortex defects inserted at conical singularities.
Yasha Neiman, Okinawa Institute of Science and Technology
From infinity to the horizon through twistor space
I will outline an ongoing research program, aimed at deriving the physics inside an observable patch of de Sitter space from dS/CFT. The approach is a marriage between the higher-spin realization of dS_4/CFT_3 by Strominger et.al. and the suggestion by Verlinde et.al. to consider a folded-in-half version of de Sitter space, where the information content in a causal patch is the same as at the asymptotic boundary. I will briefly describe two threads of results. The first is a completed dictionary between the CFT and the bulk causal-patch physics, in the limit of free bulk fields. The second is a new dictionary between the full boundary theory and twistor space, which should take us beyond the linearized bulk limit.
Jnanadeva Maharana, Institute of Physics, Bhubaneswar
Analyticity of Scattering Amplitude in Higher Dimensional Theories
Theories in higher spacetime dimensions (D>4) have been topics of research for several years. Moreover, there are models where the extra compact dimension might have large radius and we might discover new phenomena even at LHC. I shall discuss field theories in higher dimensions and derive analyticity property of scattering amplitude within the frame works of LSZ formalism. The analog of Froissart bound will be derived.
Toyokazu Sekiguchi, Tokyo University, RESCEU
[Cosmophysics group seminar] Cosmological applications of axion electrodynamics
