理论物理 · 宇宙学

太田敦久Atsuhisa Ota

副教授 重庆大学物理学院

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

关于我

  • 我在中国重庆从事理论物理研究。
  • 研究方向为宇宙学以及与之相关的非平衡系统。
  • 喜欢猫，也爱小酌几杯。
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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  • 宇宙学
  • 对称性
  • 引力波
  • 有效场论
  • 暴胀
  • 开放量子系统
  • 宇宙学微扰理论
  • 涨落-耗散关系

研究兴趣

我认为，理论物理的魅力在于能够借助理论，描绘出我们无法直接看到的世界。实验和观测的检验固然不可或缺，但在此之前就能预言并理解尚未被看见的世界，正是我在研究中感受到的乐趣所在。

对我而言，其中最具代表性的研究对象就是宇宙。宇宙中的物质和辐射在密度与温度上存在微小的不均匀，时空本身也存在以引力波形式传播的扰动。这些“涨落”如何产生、此后又如何演化，反映了当时宇宙的状态和物质的性质。我一直通过计算其时间演化的宇宙学微扰理论，追寻宇宙诞生之初的图景。

代表性研究成果

01动态辐射背景中引力波的线性响应

  • 以自旋0、1/2和1的量子场论，描述了动态辐射背景中引力波的线性响应。
  • 在实时形式下，于硬热圈（HTL）极限导出了基于Vlasov方程的动理学响应理论。
  • 从场重定义所带来的不确定性的角度，系统整理了动态背景下对称性对该响应的约束。

arXiv:2510.22346arXiv:2601.03631

02共振物质中引力波响应的重整化

  • 对显含时间、受共振放大的标量场中引力波的线性响应进行了重整化。
  • 针对单圈响应中的紫外发散，提出了在实时中取重合极限（coincidence limit）的绝热正规化方案。
  • 证明时间依赖性会产生新的局域发散，并确定了相应的抵消项。

arXiv:2606.16296

03带U(1)荷相对论流体的稳定性

  • 在耗散流体红外有效场论的框架下，研究了带U(1)荷的一般一阶相对论黏性流体力学。
  • 从包含噪声的最一般二次作用量出发，在梯度展开中自洽地分析了色散关系。
  • 证明在幺正性与KMS条件下，只要焓为正，该理论在任意惯性系和任意流体框架中都是稳定的。

arXiv:2410.23837

04开放系统中时间平移对称性的自发破缺

  • 在存在涨落与耗散的开放系统中，Schwinger–Keldysh形式中加倍的时间平移对称性会破缺为其对角部分。
  • 基于这一对称性结构，构建了时间平移对称性自发破缺相中Nambu–Goldstone模的有效场论。
  • 该框架着眼于同步现象、时间晶体以及宇宙暴胀等应用。

arXiv:1805.06240

论文

数据来源：INSPIRE-HEP

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个人简历

工作经历

  1. 2023年9月至今副教授重庆大学物理学院
  2. 2021年9月—2023年8月IAS 博士后研究员香港科技大学赛马会高等研究院
  3. 2020年4月—2021年8月博士后研究员俄亥俄大学物理与天文学系
  4. 2018年4月—2020年3月日本学术振兴会海外特别研究员剑桥大学应用数学与理论物理系（DAMTP）
  5. 2017年4月—2018年3月日本学术振兴会特别研究员（PD）东京工业大学
  6. 2016年4月—2017年3月日本学术振兴会特别研究员（DC2）东京工业大学

教育背景

  • 2017年3月理学博士，东京工业大学
  • 2014年3月理学硕士，东京工业大学
  • 2012年3月理学学士，东京工业大学

学术团体

  • 2025年（重新入会）至今日本物理学会
  • 2014年11月至今日本理论天文学与天体物理学恳谈会（Rironkon）
  • 2019年12月至今UK Cosmology
  • 2020年4月—2021年9月暗能量光谱仪（DESI）合作组

科研项目与资助

  • 2025年1月—2027年12月国家自然科学基金青年科学基金项目（C类） 主持
  • 2025年1月—2027年12月重庆市新重庆YC项目 主持
  • 2018年4月—2020年3月日本学术振兴会海外特别研究员
  • 2016年4月—2018年3月日本学术振兴会科研费 特别研究员奖励费（DC2，后转为PD） 主持

教学经历

  • 2026年3月至今宇宙学（研究生课程），重庆大学 主讲 英文授课 自编讲义
  • 2024年3月—2025学年天体物理导论（研究生课程），重庆大学 主讲 英文授课 自编讲义
  • 2024年9月至今量子信息理论导论（研究生课程），重庆大学 主讲 英文授课
  • 2025年流体模式的有效理论，佐贺大学 短期集中授课
  • 2013年—2016年分析力学习题课，东京工业大学物理系 助教
  • 2013年—2016年电磁学习题课，东京工业大学物理系 助教
  • 2013年—2014年物理学B、C（全校基础物理习题课），东京工业大学 助教
  • 博士在读期间学术演讲（研究生课程），东京工业大学 助教

语言能力

  • 日语 母语
  • 英语 流利

学术报告

特邀报告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 · 线上录像
  10. 2018年3月13日CMB spectroscopy for primordial non-GaussianityProbing fundamental physics with CMB spectral distortions · CERN, Geneva, Switzerland录像
  11. 2014年12月CMB μ distortion from primordial gravitational wavesMini-Workshop on Cosmology · Asia Pacific Center for Theoretical Physics (APCTP), Korea
国际会议及研讨会报告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 · 线上
  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
日本物理学会年会报告5
  1. 2017年9月12日—15日Secondary isocurvature perturbations from acoustic reheatingJPS Autumn Meeting 2017 · Utsunomiya University, Japan
  2. 2017年3月17日—20日CMB spectral distortions as solutions of the Boltzmann equationThe 72nd JPS Annual Meeting · Osaka University, Toyonaka Campus, Japan
  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Observational consequences of isocurvature perturbations obeying squared Gaussian statisticsThe 70th JPS Annual Meeting · Waseda University, Japan
  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CMB μ distortion and primordial gravitational wavesJPS Autumn Meeting 2014 · Saga University, Japan
  5. 2013年3月26日—29日CMBμ-distortionによる初期ゆらぎの制限Constraints on primordial perturbations from the CMB μ-distortionThe 68th JPS Annual Meeting · Hiroshima University, Japan
学术讲座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

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