理論物理学・宇宙論

太田 敦久Atsuhisa Ota

准教授 重慶大学 物理学院

aota [at] cqu.edu.cn ORCID GitHub INSPIRE Google Scholar researchmap

自己紹介

  • 中国・重慶で理論物理学の研究をしています。
  • 専門は宇宙論と、それに関連する非平衡系です。
  • 好きなものは猫とお酒です。
COSMOLOGYwe see the past light coneSYMMETRYV(φ) = λ(|φ|² − v²)²GRAVITATIONAL WAVESδL/L = ½ h₊EFFECTIVE FIELD THEORYℒ = Σᵢ cᵢ Oᵢ / ΛΔᵢ−4​zoom out: UV → IRINFLATIONa ∝ eN​, N = number of e-foldsN=0N=1N=2OPEN QUANTUM SYSTEMρ_S = Tr_E ρPERTURBATION THEORYδ ≪ 1z zbackground + small ripplesFLUCTUATION–DISSIPATIONτ ∼ τ + β (KMS)fluctuationdissipationβ
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  • 宇宙論
  • 対称性
  • 重力波
  • 有効場理論
  • インフレーション
  • 開放量子系
  • 宇宙論的摂動論
  • 揺動散逸関係

研究の関心

理論物理学の魅力は、直接には見ることのできない世界の姿を、理論を通して描けることだと考えています。実験や観測による検証を欠かすことはできませんが、それらに先立って、まだ見えていない世界を予言し理解できることに、私は研究の面白さを感じています。

私にとって、その対象の最たるものが宇宙です。宇宙の物質や輻射にはわずかな密度や温度のむらがあり、時空にも重力波として伝わる変動があります。こうした「揺らぎ」の生まれ方や、その後の変化には、当時の宇宙の状態や物質の性質が反映されます。私は、その時間発展を計算する宇宙論的摂動論を通して、宇宙開闢の姿を追ってきました。

重要な研究成果

01動的な輻射背景における重力波の線形応答

  • 動的な輻射背景における重力波の線形応答を、スピン0、1/2、1の場の量子論で記述
  • 硬熱ループ（HTL）極限において、Vlasov方程式に基づく運動論的な応答理論を実時間形式で導出
  • この応答に課される動的背景での対称性の拘束を、場の再定義に関する不定性の観点から整理

arXiv:2510.22346arXiv:2601.03631

02共鳴する物質の重力波応答の繰り込み

  • 時間に陽に依存し、共鳴によって増幅されるスカラー場の中での、重力波の線形応答の繰り込み
  • 1ループの応答に現れる紫外発散に対し、実時間で一致極限（coincidence limit）をとる断熱正則化を提案
  • 時間依存性が新たな局所発散を生むことを示し、対応するカウンター項を特定

arXiv:2606.16296

03U(1)電荷をもつ相対論的流体の安定性

  • U(1)電荷をもつ一般の一次相対論的粘性流体を、散逸流体の赤外有効場理論の枠組みで検討
  • ノイズを含む最も一般的な二次の作用から、分散関係を勾配展開の中で整合的に解析
  • ユニタリティとKMS条件のもとで、エンタルピーが正であれば、任意の慣性系・流体フレームで安定であることを証明

arXiv:2410.23837

04開放系における時間並進対称性の自発的破れ

  • 揺動と散逸を伴う開放系で、Schwinger–Keldysh形式で二重化した時間並進対称性が対角部分にまで破れることに着目
  • この対称性の構造に基づき、時間並進対称性が自発的に破れた相のNambu–Goldstoneモードの有効場理論を構築
  • 同期現象、時間結晶、宇宙のインフレーションへの応用を見すえた枠組み

arXiv:1805.06240

論文

出典：INSPIRE-HEP

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経歴

職歴

  1. 2023年9月〜現在准教授重慶大学 物理学院
  2. 2021年9月〜2023年8月IAS Postdoctoral Fellow香港科技大学 高等研究所（HKUST Jockey Club Institute for Advanced Study）
  3. 2020年4月〜2021年8月博士研究員オハイオ大学 物理学・天文学科
  4. 2018年4月〜2020年3月日本学術振興会 海外特別研究員ケンブリッジ大学 応用数学・理論物理学科（DAMTP）
  5. 2017年4月〜2018年3月日本学術振興会 特別研究員（PD）東京工業大学
  6. 2016年4月〜2017年3月日本学術振興会 特別研究員（DC2）東京工業大学

学歴

  • 2017年3月博士（理学）、東京工業大学
  • 2014年3月修士（理学）、東京工業大学
  • 2012年3月学士（理学）、東京工業大学

所属学会

  • 2025年（再入会）〜現在日本物理学会
  • 2014年11月〜現在理論天文学宇宙物理学懇談会（理論懇）
  • 2019年12月〜現在UK Cosmology
  • 2020年4月〜2021年9月Dark Energy Spectroscopic Instrument（DESI）コラボレーション

研究費・フェローシップ

  • 2025年1月〜2027年12月中国 国家自然科学基金 青年科学基金項目（C類） 研究代表者
  • 2025年1月〜2027年12月重慶市 新重庆YC项目 研究代表者
  • 2018年4月〜2020年3月日本学術振興会 海外特別研究員
  • 2016年4月〜2018年3月日本学術振興会 科研費 特別研究員奨励費（DC2、のち PD） 研究代表者

教育歴

  • 2026年3月〜現在宇宙論（Cosmology）、重慶大学 大学院 講義担当 英語で講義 自作の講義ノート
  • 2024年3月〜2025年度天体物理学概論、重慶大学 大学院 講義担当 英語で講義 自作の講義ノート
  • 2024年9月〜現在量子情報理論入門、重慶大学 大学院 講義担当 英語で講義
  • 2025年流体モードの有効理論、佐賀大学 集中講義
  • 2013年〜2016年解析力学演習、東京工業大学 物理学科 TA
  • 2013年〜2016年電磁気学演習、東京工業大学 物理学科 TA
  • 2013年〜2014年物理学B、物理学C（全学の基礎物理学演習）、東京工業大学 TA
  • 博士課程在学中アカデミック・プレゼンテーション（大学院）、東京工業大学 TA

言語

  • 日本語 母語
  • 英語 流暢

講演

招待講演11
  1. 2026年10月21日Is First-Order Hydrodynamics Really Unstable? - Mode Analysis as an IR Effective TheoryC3NT Workshop on QCD Critical End Point and Effective Field Theory Methods (CEP-EFT 2026) · Central China Normal University (CCNU), Wuhan, China
  2. 2026年8月6日Frame invariant analysis of first order hydrodynamics as IR effective theoryQuantum crossroads: Interdisciplinary, hybrid workshop at the interface of open quantum systems, high-energy physics, and quantum science · Kavli IPMU, Kashiwa, Japan
  3. 2025年10月30日〜11月3日Gravitational waves in thermal environmentsWorkshop on Gravitational Waves, Cosmology and Fundamental Physics · Hangzhou Institute for Advanced Study, UCAS, Hangzhou, China
  4. 2025年8月31日〜9月4日Cosmological stimulated emissionThe 3rd International Workshop on Gravitational Waves and the Early Universe (GWEU25) · Ningbo, China
  5. 2025年7月31日Cosmological stimulated emissionIBS CTPU-CGA 2025 Summer School and Workshop for High Energy Physics and Cosmology in Korea · Best Western Hotel, Jeonju, Korea
  6. 2024年11月7日Radiation exchange in primordial gravitational wavesEvolution of the inhomogeneous universe: From Inflation to structure formation · KEK Tsukuba Campus, Tsukuba, Japan
  7. 2023年10月13日〜16日Radiation exchange for gravitational wave equal time power spectrumInternational Mini Workshop on Gravitational Waves from the Early Universe · Institute of Theoretical Physics, CAS (co-hosted with the Center for High Energy Physics, Peking University), Beijing, China
  8. 2022年12月12日〜14日Scale-invariant enhancement of gravitational waves during inflationMessengers of the very early universe: Gravitational Waves and Primordial Black Holes · Centro Universitario Padovano, Padova, Italy
  9. 2022年10月Scale-invariant enhancement of gravitational waves during inflationEarly Universe and AliCPT Forum · オンライン録画
  10. 2018年3月13日CMB spectroscopy for primordial non-GaussianityProbing fundamental physics with CMB spectral distortions · CERN, Geneva, Switzerland録画
  11. 2014年12月CMB μ distortion from primordial gravitational wavesMini-Workshop on Cosmology · Asia Pacific Center for Theoretical Physics (APCTP), Korea
国際会議・研究会での講演21
  1. 2026年9月17日Real-time linear response for gravitational perturbationsHot topics in Modern Cosmology, Spontaneous Workshop XVIII (SW18) · Institut d'Études Scientifiques de Cargèse (IESC), Cargèse, France
  2. 2026年7月3日Stability analysis of first order hydrodynamics as IR effective theoryContours 2026 – Effective Field Theories Meet the Schwinger–Keldysh Formalism · DAMTP, University of Cambridge, Cambridge, UK
  3. 2026年1月23日Gravitational waves in thermal environmentsJGRG34: The 34th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan · Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University (Maskawa Hall), Kyoto, Japan
  4. 2025年7月9日Cosmological stimulated emissionInternational Symposium on Cosmology and Particle Astrophysics (CosPA 2025) · IBS Science Culture Center, Daejeon, Korea
  5. 2025年6月25日Graviton hard thermal loop5th Mini-workshop on the Early Universe · Ichinoseki, Iwate, Japan
  6. 2024年10月21日〜25日Radiation exchange in primordial gravitational wavesCOSMO'24: 27th International Conference on Particle Physics and Cosmology · Kyoto, Japan
  7. 2024年9月8日〜14日Radiation exchange in primordial gravitational wavesDSU2024: 18th International Workshop on the Dark Side of the Universe · Corfu, Greece
  8. 2024年6月14日〜18日Radiation exchange in primordial gravitational wavesInternational Symposium on Cosmology and Particle Astrophysics (CosPA 2024) · hosted by Ningbo University (InterContinental Ningbo), Ningbo, China
  9. 2023年11月27日〜12月1日One-loop thermal radiation exchange in gravitational wave power spectrumJGRG32: The 32nd Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan · Sakata-Hirata Hall, Nagoya University, Nagoya, Japan
  10. 2023年11月18日〜20日Radiation exchange for gravitational wave equal time power spectrumInternational Conference on Modified Gravity 2023 (MOGRA 2023) · Central China Normal University, Wuhan, China
  11. 2021年10月Gauge invariant formulation of the induced gravitational wavesCopernicus Webinar and Colloquium Series · オンライン
  12. 2020年1月8日〜9日Cosmology with the thermal-kinetic Sunyaev-Zel'dovich effectUK Cosmology Meeting 2020 · Lancaster University, Lancaster, UK
  13. 2019年9月13日CMB spectroscopy at third order in cosmological perturbationsWorkshop on the non-Gaussian Universe · Centre for Theoretical Cosmology, DAMTP, University of Cambridge, Cambridge, UK
  14. 2019年3月4日〜8日Statistical anisotropy in CMB spectral distortionsAccelerating Universe in the Dark · Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University, Kyoto, Japan
  15. 2018年1月Effective field theory of time-translational symmetry breaking in open systemsInfrared physics of gauge theories and quantum dynamics of inflation · Shiga, Japan
  16. 2017年11月27日〜12月1日Spontaneous symmetry breaking in open systems: Toward application to EFT of inflationJGRG27: The 27th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan · Hiroshima University, Higashi-Hiroshima, Japan
  17. 2016年10月24日〜28日Cosmological constraints from μE cross-correlationsJGRG26: The 26th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan · Osaka City University, Osaka, Japan
  18. 2016年9月18日〜23日Cosmological constraints from μE cross-correlationsSymmetries, Fundamental Interactions and Cosmology 2016 (summer school) · Frauenwörth (Chiemsee), Germany
  19. 2016年8月Cosmological constraints from μE cross-correlationsRESCEU Summer School 2016 · Nagano, Japan
  20. 2014年11月10日〜14日CMB μ distortion from primordial gravitational wavesJGRG24: The 24th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan · Kavli IPMU, Kashiwa, Japan
  21. 2014年8月CMB μ distortion from primordial gravitational wavesRESCEU Summer School 2014 · Nagano, Japan
日本物理学会での講演5
  1. 2017年9月12日〜15日Secondary isocurvature perturbations from acoustic reheating日本物理学会 2017年秋季大会 · 宇都宮大学
  2. 2017年3月17日〜20日CMB spectral distortions as solutions of the Boltzmann equation日本物理学会 第72回年次大会 · 大阪大学 豊中キャンパス
  3. 2015年3月21日〜24日ガウス統計の2乗に従う等曲率ゆらぎの観測的な帰結日本物理学会 第70回年次大会 · 早稲田大学
  4. 2014年9月18日〜21日宇宙マイクロ波背景放射のμ歪みと原始重力波日本物理学会 2014年秋季大会 · 佐賀大学
  5. 2013年3月26日〜29日CMBμ-distortionによる初期ゆらぎの制限日本物理学会 第68回年次大会 · 広島大学
セミナー37
  1. 2026年10月21日Collective properties of gravitational waves in a radiation-dominated universeIOA Seminar · Central China Normal University (CCNU), Wuhan, China
  2. 2026年2月Gravitational Waves in Thermal Environments: Real-Time Linear Response, Ward Identities, and spin effectsKyoto University, Japan
  3. 2025年6月Graviton hard thermal loop revisitedIBS (group seminar), Daejeon, Korea
  4. 2025年1月Mode analysis of hydrodynamical Nambu-Goldstone modesLanzhou University, China
  5. 2024年12月Cosmological stimulated emissionHangzhou Institute for Advanced Study (UCAS), Hangzhou, China
  6. 2024年7月Thermal radiation exchange in primordial gravitational wavesRIKEN, Saitama, Japan
  7. 2024年7月Thermal radiation exchange in primordial gravitational wavesKavli IPMU, Chiba, Japan
  8. 2024年7月Thermal radiation exchange in primordial gravitational wavesUniversity of Tokyo, Komaba, Japan
  9. 2023年12月One-loop thermal radiation exchange in gravitational wave power spectrumC-seminar, Nagoya University, Japan
  10. 2023年8月Revisiting gravitational wave energy density from a covariant perspectiveJoint seminar, Rikkyo University, Japan
  11. 2023年7月Revisiting gravitational wave energy density in a covariant perspectiveIBS, Korea
  12. 2022年12月Scale-invariant enhancement of gravitational waves during inflationTokyo Institute of Technology, Japan
  13. 2022年12月Scale-invariant enhancement of gravitational waves during inflationUniversity of Manchester, UK
  14. 2021年12月Covariant transverse-traceless projection for secondary gravitational wavesUniversity of Science and Technology of China, China
  15. 2021年2月Induced superhorizon tensor perturbations from anisotropic non-GaussianityKavli IPMU, Japan
  16. 2020年12月Induced superhorizon tensor perturbations from anisotropic non-GaussianityUniversité catholique de Louvain, Belgium
  17. 2019年12月Cosmology with the thermal-kinetic Sunyaev-Zel'dovich effectUniversity College London, UK
  18. 2019年5月Statistical anisotropy in spectral distortionsQueen Mary University of London, UK
  19. 2019年3月Statistical anisotropy in spectral distortionsNagoya University, Japan
  20. 2018年12月Statistical anisotropy in spectral distortionsUniversity of Sussex, UK
  21. 2018年11月CMB spectral distortions in the framework of cosmological perturbation theoryUniversity of Manchester, UK
  22. 2018年10月Statistical anisotropy in spectral distortionsInstitute of Cosmology and Gravitation, University of Portsmouth, UK
  23. 2018年10月EFT of dissipative fluid: an application to cosmologyInstitut d'Astrophysique de Paris, France
  24. 2018年10月EFT of dissipative fluid: an application to cosmologyAix-Marseille University, France
  25. 2018年5月Late time evolution of isocurvature perturbations at second orderUniversity of Padova, Italy
  26. 2018年5月Late time evolution of isocurvature perturbations at second orderUniversity of Groningen, Netherlands
  27. 2018年4月Open system effective field theory for time-translational symmetry breaking: towards application to EFT of inflationUtrecht University, Netherlands
  28. 2017年5月A new method for higher order CMB anisotropyRikkyo University, Japan
  29. 2017年3月A new method for higher order CMB anisotropyKobe University, Japan
  30. 2017年3月CMB spectral distortions as solutions to the Boltzmann equationsKEK, Japan
  31. 2017年1月Higher order anisotropies in the cosmic microwave backgroundMax Planck Institute for Astrophysics, Germany
  32. 2016年10月Cosmological constraints from μE cross-correlationsSyracuse University, USA
  33. 2016年10月Cosmological constraints from μE cross-correlationsUniversity of Manchester, UK
  34. 2016年9月Cosmological constraints from μE cross-correlationsUtrecht University, Netherlands
  35. 2016年9月Cosmological constraints from μE cross-correlationsMax Planck Institute for Astrophysics, Germany
  36. 2014年9月The cosmic microwave background μ-distortions and primordial gravitational wavesNagoya University, Japan
  37. 2014年5月CMB μ distortion and primordial gravitational wavesJoint Seminar, Tokyo Institute of Technology, Japan

ソフトウェア

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