2024 Intensive Lectures

特別講義　AI
QEDの赤外発散と漸近対称性・Infrared divergences and asymptotic symmetry in QED

講師／Instructor
杉下　宗太郎 (京都大学)
日時／Day and Period
6月17日（月）：3限（13:30 - 15:00）、4限（15:10 - 16:40）
6月18日（火）：2限（10:00 - 11:30）、3限（13:30 - 15:00）、4限（15:10 - 16:40）
6月19日（水）：2限（10:00 - 11:30）、3限（13:30 - 15:00）
6月19日（水）：4限（15:10 - 16:10）（セミナー）
場所／Room
E204
授業の目的と概要/Course Objective
4次元平坦時空上の電磁気理論の赤外発散問題と漸近対称性に関する講義を行う。 漸近平坦時空上の電磁気理論や重力理論には漸近対称性と呼ばれる無限次元の対称性があり、 それが理論の低エネルギー領域での振る舞いと密接に関係している。 本講義では、漸近対称性や量子電磁気学(QED)での赤外発散問題を解説し、その関係を説明する。 また、赤外発散を避けてQEDのS行列要素を計算する一つの方法として昔から知られていたドレス状態法を紹介し、 この方法は漸近対称性の観点から自然なものであるということを説明する。 適切なドレス状態の条件が、古典電磁気においてメモリー効果と呼ばれる現象の量子版とみなせるものであり、 漸近対称性の超選択則の帰結であることを説明する。
Lectures will be given on infrared divergence problems and asymptotic symmetries in electromagnetic theory on a 4-dimensional flat spacetime. Electromagnetic and gravitational theories on an asymptotic flat spacetime have an infinite-dimensional symmetry called asymptotic symmetry, which is closely related to the behavior of the theory in the low energy region. In this lecture, we will explain asymptotic symmetry and infrared divergence problems in quantum electromagnetism (QED) and explain their relationships. We also introduce the dressed state method, which has been known for a long time as a method to calculate the S matrix elements of QED while avoiding infrared divergence, and show that this method is natural from the perspective of asymptotic symmetry. We will explain that the conditions for an appropriate dressed state can be regarded as a quantum version of a phenomenon called the memory effect in classical electromagnetism, and are a consequence of the superselection rule of asymptotic symmetry.
学習目標／Learning Goals
標準的なS行列の計算法において赤外発散の問題が生じる理由を漸近対称性の観点から説明できるようになる。また、赤外有限なS行列要素を得るためにはドレス状態を使わなければならないという帰結が漸近対称性から要求されるということを理解する。
履修条件・受講条件/Requirement / Prerequisite
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授業計画/Class Plan
  1. 古典電磁気理論における制動放射とメモリー効果
    　Bremsstrahlung and memory effects in classical electromagnetic theory
  2. 電磁気理論における漸近対称性
    Asymptotic symmetry in electromagnetic theory
  3. QEDでのソフト光子定理と赤外発散, 標準的な回避法
    Soft photon theorem and infrared divergence in QED
  4. ドレス状態法と漸近対称性
    Dress state method and asymptotic symmetry
  5. 標準的な方法との比較と零測度問題
    Comparison with standard method and zero measure problem
教科書・教材/Textbooks
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参考文献/Reference
    Indicated in the lectures.
成績評価/Grading Policy
レポートによる。

特別講義　AII
素粒子論的初期宇宙論

講師／Instructor
高橋　智 (佐賀大学)
日時／Day and Period
10月 9日（水）：3限（13:30 - 15:00）、4限（15:10 - 16:40）
10月10日（木）：2限（10:00 - 11:30）、3限（13:30 - 15:00）、4限（15:10 - 16:40）
10月11日（金）：2限（10:00 - 11:30）、3限（13:30 - 15:00）、4限（15:10 - 16:40）（セミナー）
場所／Room
D401
授業の目的と概要/Course Objective
標準ビッグバン宇宙論、インフレーション宇宙、宇宙の暗黒成分などについて基礎的事項を解説し、宇宙論の概要を掴むことを目的とする。 宇宙摂動論についても解説し、インフレーションが予言する原始密度揺らぎについて理解してもらうことも目指す。 近年の精密宇宙観測が示唆する初期宇宙進化についても解説し、最近の研究における話題についても触れる。
学習目標／Learning Goals
標準ビッグバン宇宙論、インフレーション宇宙、宇宙の暗黒成分などについて基礎的事項を解説し、宇宙論の概要を掴むことを目的とする。
履修条件・受講条件/Requirement / Prerequisite
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授業計画/Class Plan
  1. 標準ビッグバン宇宙論
  2. インフレーション宇宙
  3. 宇宙摂動論と原始密度揺らぎ
  4. 宇宙の暗黒成分
  5. 宇宙観測からの示唆
教科書・教材/Textbooks
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参考文献/Reference
    必要に応じて講義の中で紹介する
成績評価/Grading Policy
出席とレポートに基づいて行う。

Topical Seminar II
Swampland program in quantum gravity

講師／Instructor
Yuta Hamada (KEK)
日時／Day and Period
Monday 18 November, 2nd - 3rd periods (10:30-15:00)
Tuesday 19 November, 2nd - 4th periods (9:30-16:40)
Wednesday 20 November, 2nd period (9:30-12:00), Seminar: 3rd period (13:30-15:00)
場所／Room
D401
授業の目的と概要/Course Objective
Recently, it has become clear that the consistency of quantum gravity imposes a non-trivial constraint on the effective field theory. The effective field theories that can not be UV-completed by quantum gravity are called the Swampland. On the other hand, the effective field theories consistent with quantum gravity are called the Landscape. The aim of the Swampland program is to clarify the boundary between the Swampland and Landscape. In this lecture, I will provide a review of various Swampland conjectures. I will discuss the implications on phenomenology as well as string theory examples.
学習目標／Learning Goals
To learn swampland conjecture in quantum gravity
履修条件・受講条件/Requirement / Prerequisite
Some background in quantum field theory and general relativity
授業計画/Class Plan
  1. Introduction to string theory and string Landscape
  2. No global symmetry conjecture
  3. Completeness hypothesis
  4. Weak Gravity conjecture
  5. Connection to the scattering amplitude
  6. Distance conjecture
  7. Cobordism conjecture
教科書・教材/Textbooks
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参考文献/Reference
    --
成績評価/Grading Policy
Report/paper(80%), Learning engagement(20%)
2023年度　集中講義
2022年度　集中講義
2021年度　集中講義
2020年度　集中講義
2019年度　集中講義
2018年度　集中講義
2017年度　集中講義
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2014年度　集中講義
2013年度　集中講義
2012年度　集中講義