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

准教授

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、宇宙物理にする理論

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論文 【 表示 ／ 非表示 】

  • Generalized chiral instabilities, linking numbers, and non-invertible symmetries

    Naoki Yamamoto, Ryo Yokokura

    Journal of High Energy Physics 07 （ 45 ） 1 - 29 2023年07月

    研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

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    We demonstrate a universal mechanism of a class of instabilities in infrared regions for massless Abelian p-form gauge theories with topological interactions, which we call generalized chiral instabilities. Such instabilities occur in the presence of initial electric fields for the p-form gauge fields. We show that the dynamically generated magnetic fields tend to decrease the initial electric fields and result in configurations with linking numbers, which can be characterized by non-invertible global symmetries. The so-called chiral plasma instability and instabilities of the axion electrodynamics and (4+1)-dimensional Maxwell-Chern-Simons theory in electric fields can be described by the generalized chiral instabilities in a unified manner. We also illustrate this mechanism in the (2+1)-dimensional Goldstone-Maxwell model in electric field.

  • Effective Chiral Magnetic Effect from Neutrino Radiation

    Naoki Yamamoto, Di-Lun Yang

    Physical Review Letters 131 （ 1 ） 012701(1-6) 2023年07月

    研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り,  ISSN  00319007

    　概要を見る

    We develop an approach to chiral kinetic theories for electrons close to equilibrium and neutrinos away from equilibrium based on a systematic power counting scheme for different timescales of electromagnetic and weak interactions. Under this framework, we derive electric and energy currents along magnetic fields induced by neutrino radiation in general nonequilibrium states. This may be regarded as an effective chiral magnetic effect (CME), which is present without a chiral chemical potential, unlike the conventional CME. We also consider the so-called gain region of core-collapse supernovae as an example and find that the effective CME enhanced by persistent neutrino emission in time is sufficiently large to lead to the inverse cascade of magnetic and fluid kinetic energies and observed magnitudes of pulsar kicks. Our framework may also be applicable to other dense-matter systems involving nonequilibrium neutrinos.

  • Chiral effects in astrophysics and cosmology

    Kohei Kamada, Naoki Yamamoto, Di-Lun Yang

    Progress in Particle and Nuclear Physics 129   104016 2023年03月

    研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り,  ISSN  01466410

    　概要を見る

    The microscopic quantum nature of elementary particles, chirality, leads to macroscopic phenomena like the chiral anomaly, chiral magnetic effect, and chiral plasma instability. We review recent progress of the studies of these chiral effects in high-energy astrophysics, such as pulsar kicks, magnetars, and core-collapse supernovae, and early Universe cosmology, such as the primordial magnetic field, baryogenesis, and chiral gravitational waves. We also provide a pedagogical introduction to the chiral effects and low-energy effective theories to describe them in and out of equilibrium—the chiral (magneto)hydrodynamics, chiral kinetic theory, and chiral radiation transport theory for neutrinos.

  • Unstable Nambu-Goldstone modes

    Naoki Yamamoto, Ryo Yokokura

    Physical Review D 106 （ 10 ） 105004(1-9) 2022年11月

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

    　概要を見る

    Nambu-Goldstone (NG) modes for 0-form and higher-form symmetries can become unstable in the presence of background fields. Examples include the instability of a photon with a time-dependent axion background or with a chirality imbalance, known as the chiral plasma instability, and the instability of a dynamical axion with a background electric field. We show that all these phenomena can be universally described by a symmetry algebra for 0-form and higher-form symmetries. We prove a counting rule for the number of unstable NG modes in terms of correlation functions of broken symmetry generators. Based on our unified description, we further give a simple new example where one of the NG modes associated with the spontaneous 0-form symmetry breaking U(1)×U(1)→{1} becomes unstable.

  • Chiral gravitational waves from thermalized neutrinos in the early Universe

    Philipp Gubler, Naoki Yamamoto, Di-Lun Yang

    Journal of Cosmology and Astroparticle Physics 09 （ 025 ） 1 - 36 2022年09月

    研究論文（学術雑誌）, 共著, 査読有り

    　概要を見る

    We investigate polarized gravitational waves generated by chiral fermions in the early Universe. In particular, we focus on the contribution from left-handed neutrinos in thermal equilibrium with finite temperature and chemical potential in the radiation dominated era. We compute the correlation functions of gravitational fields pertinent to the Stokes parameter V characterizing the circular polarization of gravitational waves in the Minkowski and expanding spacetime backgrounds. In the expanding universe, we find that the thermalized neutrinos induce a non-vanishing V linear to the neutrino degeneracy parameter and wavenumber of gravitational waves in the long wavelength region. While the magnitude of the gravitational waves generated by thermal neutrinos is too small to be detectable by current and planned third generation gravitational wave detectors, their observations by future generation detectors for ultra-high frequency regimes could provide information on the neutrino degeneracy parameter in the early Universe.

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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 】

  • Crossover Between Quark Nuclear Matter and Condensed-Matter Physics

    Tomáš Brauner, Naoki Yamamoto

    Handbook of Nuclear Physics (Springer)     1 - 25 2022年07月

    記事・総説・解説・論説等（学術雑誌）, 共著

  • 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 】

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競争的研究費の研究課題 【 表示 ／ 非表示 】

  • 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

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    Magnetic monopoles and fermion number violation in chiral matter

  • 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

    高エネルギー加速器研究機構, 

    2019年06月
    , 

    その他

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    Chiral Soliton Lattice in QCD

  • 他大学セミナー招待講演（早稲田大学 天体物理学研究室）

    早稲田大学 天体物理学研究室, 

    2018年07月
    , 

    その他

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    Chirality and Astrophysics

  • 他大学セミナー招待講演（東京大学 駒場キャンパス 素粒子論研究室）

    東京大学 駒場キャンパス 素粒子論研究室, 

    2017年12月
    , 

    その他

    　発表内容を見る

    カイラル輸送現象：ニュートリノから超新星爆発へ

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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

    2023年度

  • 量子力学第３

    2023年度

  • 原子核物理学

    2023年度

  • 論文講読発表

    2023年度

  • 基礎理工学課題研究

    2023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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