山本　直希 （ヤマモト　ナオキ）

Yamamoto, Naoki

写真a

所属（所属キャンパス）

理工学部 物理学科 （矢上）

職名

教授

HP
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経歴 【 表示 ／ 非表示 】

  • 2007年04月
    -
    2010年03月

    東京大学, 大学院理学系研究科, 日本学術振興会 特別研究員 (DC1)

  • 2010年04月
    -
    2012年03月

    ワシントン大学, 原子核理論研究所, 日本学術振興会 海外特別研究員

  • 2012年04月
    -
    2013年08月

    京都大学, 基礎物理学研究所, 日本学術振興会 特別研究員 (PD)

  • 2013年09月
    -
    2014年03月

    メリーランド大学, メリーランド基礎物理学センター, 博士研究員

  • 2014年04月
    -
    2017年03月

    慶應義塾大学, 理工学部物理学科, 専任講師

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学歴 【 表示 ／ 非表示 】

  • 2001年04月
    -
    2005年03月

    東京大学, 理学部, 物理学科

    大学, 卒業

  • 2005年04月
    -
    2007年03月

    東京大学, 大学院理学系研究科, 物理学専攻

    大学院, 修了, 修士

  • 2007年04月
    -
    2010年03月

    東京大学, 大学院理学系研究科, 物理学専攻

    大学院, 修了, 博士

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学位 【 表示 ／ 非表示 】

  • 博士（理学）, 東京大学, 課程, 2010年03月

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研究分野 【 表示 ／ 非表示 】

  • 自然科学一般 / 素粒子、原子核、宇宙線、宇宙物理に関する理論

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著書 【 表示 ／ 非表示 】

  • Crossover Between Quark Nuclear Matter and Condensed-Matter Physics

    Tomáš Brauner, Naoki Yamamoto, Springer, 2023年01月

    　概要を見る

    We review quantum many-body phenomena in nuclear and quark matter which share similarities or universalities with condensed-matter physics. The focus is on the quantum phases of quark nuclear matter and topological transport phenomena due to the Berry phase of quark matter. The former includes nuclear superfluidity/superconductivity via the Bardeen–Cooper–Schrieffer (BCS) mechanism, Bose–Einstein condensation (BEC) of mesons, color superconductivity of quarks, BCS–BEC crossover phenomena and quark–hadron continuity, chiral soliton lattice of mesons, and the application of the notions of topological order and higher-form symmetry. The latter includes the so-called chiral magnetic effect and related phenomena. Their potential phenomenological implications as well as the close connections with a number of condensed-matter systems are also discussed.

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論文 【 表示 ／ 非表示 】

  • Quantum Hall liquids in high-density QCD

    Kentaro Nishimura, Naoki Yamamoto, Ryo Yokokura

    Physical Review D 111 （ 5 ） 054010(1-7) 2025年03月

    研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り,  ISSN  24700010

    　概要を見る

    There exist metastable domain walls of the flavor-singlet meson η for the U(1) axial symmetry in two-flavor color superconductivity (2SC) in quantum chromodynamics (QCD) at large baryon density. We show that, due to the coupling of η to confined SU(2) gluons in the 2SC phase, the effective theory on the domain wall is described by the SU(2)-1 Chern-Simons theory, which is dual to the U(1)2 Chern-Simons theory. This theory has a spin-1 droplet excitation that does not carry a baryon number, which we identify as a vector meson. We also discuss the effective theories and baryonic droplet excitations on the domain walls of the flavor-singlet mesons in the superfluid phases of QCD at large isospin density and two-color QCD at large baryon density.

  • Chiral kinetic theory with self-energy corrections and neutrino spin Hall effect

    Naoki Yamamoto, Di-Lun Yang

    Physical Review D 109 （ 5 ） 056010(1-14) 2024年03月

    研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り,  ISSN  24700010

    　概要を見る

    We systematically derive the chiral kinetic theory for chiral fermions with collisions, including the self-energy corrections, from quantum field theories. We find that the Wigner functions and chiral kinetic equations receive both the classical and quantum corrections from the self-energies and their spacetime gradients. We also apply this formalism to study nonequilibrium neutrino transport due to the interaction with thermalized electrons and nucleons, as realized in core-collapse supernovae. We derive neutrino currents along magnetic fields and neutrino spin Hall effect induced by the density gradient at first order in the Fermi constant GF for anisotropic neutrino distributions.

  • Convergence of Ginzburg–Landau Expansions: Superconductivity in the Bardeen–Cooper–Schrieffer Theory and Chiral Symmetry Breaking in the Nambu–Jona-Lasinio Model

    William Gyory, Naoki Yamamoto

    Progress of Theoretical and Experimental Physics （The Physical Society of Japan）  2024 （ 4 ） 043D01(1-19) 2024年03月

    研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

    　概要を見る

    We study the convergence of the Ginzburg–Landau (GL) expansion in the context of the Bardeen–Cooper–Schrieffer (BCS) theory for superconductivity and the Nambu–Jona-Lasinio (NJL) model for chiral symmetry breaking at finite temperature T and chemical potential μ. We present derivations of the all-order formulas for the coefficients of the GL expansions in both systems under the mean-field approximation. We show that the convergence radii for the BCS gap ∆ and dynamical quark mass M are given by ∆conv = πT and Mconv = √μ2 + (πT)2, respectively. We also discuss the implications of these results and the quantitative reliability of the GL expansion near the first-order chiral phase transition.

  • Dipole symmetries from the topology of the phase space and the constraints on the low-energy spectrum

    Tomáš Brauner, Naoki Yamamoto, Ryo Yokokura

    SciPost Physics 16 （ 2 ） 051:1 - 051:32 2024年02月

    研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

    　概要を見る

    We demonstrate the general existence of a local dipole conservation law in bosonic field theory. The scalar charge density arises from the symplectic form of the system, whereas the tensor current descends from its stress tensor. The algebra of spatial translations becomes centrally extended in presence of field configurations with a finite nonzero charge. Furthermore, when the symplectic form is closed but not exact, the system may, surprisingly, lack a well-defined momentum density. This leads to a theorem for the presence of additional light modes in the system whenever the short-distance physics is governed by a translationally invariant local field theory. We also illustrate this mechanism for axion electrodynamics as an example of a system with Nambu–Goldstone modes of higher-form symmetries.

  • Chiral asteroseismology: seismic oscillations caused by chiral transport in neutron stars and supernovae

    Sota Hanai, Naoki Yamamoto

    Journal of Cosmology and Astroparticle Physics 10 （ 018 ） 1 - 25 2023年10月

    研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

    　概要を見る

    We study the novel asteroseismology of the chiral magnetic wave (CMW) of the quark number density in relativistic quark matter inside neutron stars and core-collapse supernovae and the chiral vortical wave (CVW) of the neutrino number density in relativistic neutrino matter at the core of supernovae. We call the oscillation modes for these chiral waves the chiral magnetic mode (CM-mode) and chiral vortical mode (CV-mode), respectively. We derive the dispersion relations of these new modes in the presence of the chirality flipping due to the finite quark mass and diffusion. We then estimate the possible frequencies of these modes and amplitudes of the resulting gravitational waves. In particular, since the CM-mode can exist only in quark matter with nearly gapless quarks (such as the two-flavor color superconductivity) for a sufficiently strong magnetic field, corresponding gravitational waves provide a new possible probe for such quark matter and the magnetic field in neutron stars.

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KOARA（リポジトリ）収録論文等 【 表示 ／ 非表示 】

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総説・解説等 【 表示 ／ 非表示 】

  • カイラリティと宇宙

    山本 直希

    数理科学（特集：カイラリティとは何か） 59 （ 3 ） 45 - 51 2021年03月

    記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア）, 単著

  • トポロジカル輸送現象入門

    山本 直希

    原子核研究 64   22 - 29 2020年02月

    記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）

  • カイラル輸送現象

    山本 直希

    原子核研究 63 （ 2 ） 72 - 73 2019年03月

    記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）, 単著

  • 相対論的流体力学

    山本 直希

    数理科学（特集：相対論的思考法のすすめ） 55 （ 8 ） 36 - 42 2017年08月

    記事・総説・解説・論説等（商業誌、新聞、ウェブメディア）, 単著

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研究発表 【 表示 ／ 非表示 】

  • Turbulent inverse cascade and higher-form symmetries

    Naoki Yamamoto

    ASU-AUST-USTC online Theoretical Physics Colloquium （Online） , 

    2025年05月
    , 

    公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等

  • Turbulent inverse cascade and higher-form symmetries

    Naoki Yamamoto

    High-TheQ online seminar （Online） , 

    2025年04月
    , 

    公開講演，セミナー，チュートリアル，講習，講義等

  • From parity violation of the weak interaction to chiral MHD turbulence in supernovae

    Naoki Yamamoto

    Breaking New Ground in Supernova Physics 2025 （Fukuoka University） , 

    2025年02月
    , 

    口頭発表（招待・特別）

  • Higher-form symmetries, instabilities, and turbulence

    Naoki Yamamoto

    International Workshop on Effective Field Theory Beyond Ordinary Symmetries （IBS Science Culture Center, Daejeon） , 

    2024年12月
    , 

    口頭発表（招待・特別）

  • Quantum Hall liquids in high-density QCD

    Naoki Yamamoto

    Symmetry and Effective Field Theory of Quantum Matter （Niigata University, Ikarashi campus） , 

    2024年11月
    , 

    口頭発表（招待・特別）

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競争的研究費の研究課題 【 表示 ／ 非表示 】

  • ニュートリノカイラル輸送理論で解き明かす中性子星磁場の起源と超新星の爆発機構

    2024年04月
    -
    2027年03月

    山本 直希, 基盤研究(B), 補助金,  研究代表者

  • 素粒子論に基づく超新星のカイラル輻射流体力学の構築

    2019年04月
    -
    2022年03月

    文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 山本　直希, 基盤研究（Ｃ）, 補助金,  研究代表者

  • カイラル輸送現象による超新星爆発・初期宇宙の新物理

    2016年04月
    -
    2019年03月

    文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 山本　直希, 若手研究(B), 補助金,  研究代表者

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Works 【 表示 ／ 非表示 】

  • 他研究所セミナー招待講演（東京大学 物性研究所）

    山本直希

    東京大学物性研究所, 

    2025年04月
    , 

    その他, 単独

  • 他大学セミナー招待講演（大阪大学 素粒子論研究室）

    山本直希

    大阪大学 素粒子論研究室, 

    2024年11月
    , 

    その他, 単独

  • 他大学セミナー講演（東北大学 原子核理論研究室）

    山本 直希

    東北大学, 

    2023年11月
    , 

    その他, 単独

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    弱い力のパリティの破れと超新星

  • 他大学セミナー招待講演（東京工業大学 宇宙論研究室）

    山本 直希

    東京工業大学, 

    2022年07月
    , 

    その他

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    Gravitational Spin Hall Effect

  • 他研究所セミナー招待講演（高エネルギー加速器研究機構）

    山本 直希

    オンライン, 

    2020年07月
    , 

    その他

    　発表内容を見る

    Magnetic monopoles and fermion number violation in chiral matter

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受賞 【 表示 ／ 非表示 】

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担当授業科目 【 表示 ／ 非表示 】

  • クォーク・ハドロン物理学

    2025年度

  • 量子力学第３

    2025年度

  • 物理学Ｂ

    2025年度

  • 物理学Ａ

    2025年度

  • 原子核物理学

    2025年度

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社会活動 【 表示 ／ 非表示 】

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所属学協会 【 表示 ／ 非表示 】

  • 日本物理学会, 

    2006年09月
    -
    継続中
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