相転移と繰り込み群の問題
2 次元のユニタリーな Virasoro 極小模型 ( は整数)を考える。トーラス分配関数は対角型(A 型)のモジュラー不変量とする。つまり、Kac 表の各主要場は 1 回ずつ現れ、正則部分と反正則部分の共形次元は等しい()。
この模型の中心電荷が
であるとき、恒等演算子を除く主要場のうち、くりこみ群の意味で relevant なもの(スケーリング次元 が を満たすもの)は何個あるか。整数で答えよ。
この問題で使うもの
- 2 次元共形場理論の極小模型(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(134 技能)
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- 四則の混じった計算の順序
- 正負の数の乗除・累乗と四則混合
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- 文字式の計算(同類項・分配法則)
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- 因数分解
- 3 次式までの展開と因数分解
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- 多項式の微分
- 小数と分数のまじった計算
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- 比例・反比例の式とグラフ
- 約数の見つけ方
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- 平方根の意味と根号の簡単化
- 関数 の式と変域
- 平方完成と 2 次関数のグラフ
- 2 次不等式
- 剰余の定理・因数定理と高次方程式
- 増減表と極値
- 等間隔にならんだ数の和
- 等差・等比数列の和と Σ
- 数列の極限
- 関数の極限
- 関数の連続性と中間値の定理
- 平均値の定理
- 積と商の微分
- 第 2 次導関数とグラフの凹凸
- 合成関数の微分
- 円の周の長さと面積
- おうぎ形の弧の長さと面積
- 弧の長さからおうぎ形の中心角と面積を求める
- 三角形・四角形の面積
- 三平方の定理
- 特別な直角三角形の辺の比
- 弧度法と単位円による三角関数
- の極限
- 加法定理と 2 倍角・半角・積和の公式
- 三角関数の導関数
- 根号の乗除と加減
- 指数の拡張と指数関数
- 対数の定義と性質
- 自然対数の底
- 指数関数・対数関数の導関数
- 増減・凹凸・漸近線とグラフ
- テイラー展開
- 漸近展開と極限
- 重力と力の大きさ
- 2 力のつり合いと作用・反作用
- 大気圧による力
- ボイル・シャルルの法則
- 気体の状態方程式
- 最大公約数と最小公倍数
- 比の性質と簡単な比
- 三角形の角の大きさ
- 相似な三角形と長さの比
- 対頂角と平行線の同位角・錯角
- 三角形の相似条件と対応する辺の長さ
- 三角比の定義と値
- 三角形の外角と角の組み合わせ
- 二等辺三角形の角
- 平行四辺形と特別な四角形の性質
- 折り返した図形の角と長さ
- 三平方の定理と平面図形
- ベクトルの演算と成分
- 力の種類とはたらき
- 重力・垂直抗力・張力の性質
- 慣性の法則と力のつり合い
- 力の分解と質点のつり合い
- 運動の法則(運動方程式)
- 運動方程式
- 運動量と力積
- 気体分子運動論
- 理想気体の内部エネルギー
- 静止摩擦力・最大摩擦力・動摩擦力
- 静止摩擦力と動摩擦力
- 仕事
- 気体がする仕事と p-V 図
- 熱力学第一法則
- 定積変化・定圧変化とモル比熱
- 熱機関のサイクルと熱効率
- 等温変化と断熱変化
- 多項式の不定積分
- 基本的な関数の不定積分
- 直線的な過程での吸熱と放熱の切りかわり
- 一般の準静的過程の仕事と熱
- カルノーサイクル
- 実験器具の使い方と安全
- 状態変化と粒子・融点・沸点・蒸留
- 熱運動と絶対温度
- ボイル・シャルルの法則と理想気体
- 気体分子運動論
- 熱力学第一法則
- 熱機関と熱効率
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- カルノーの定理と効率・成績係数の上限
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- 電力と電力量
- 直列回路の電流・電圧・抵抗
- 並列回路の電流・電圧・抵抗
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- 熱量と比熱・熱容量
- 可逆過程のエントロピー変化
- 樹形図で数え上げる
- 積の法則と和の法則
- 和の法則・積の法則と樹形図
- 順列・円順列・重複順列
- 組合せ
- 同じものを含む順列・重複組合せ
- 偏微分と全微分
- ミクロカノニカル分布とボルツマンのエントロピー
- カノニカル分布と分配関数
- 部分和による有効結合(デコレーション・デシメーション)
- 実空間繰り込み群(デシメーション)の固定点
- 熱力学関数と自然な変数
- 分配関数から求める自由エネルギー・エントロピー・熱容量
- 逆関数・陰関数・媒介変数表示の微分
- ランダウ理論と平均場の臨界指数
- スケーリング則
- 行列の和・積と 2 次の逆行列
- 行列式
- 掃き出し法と連立 1 次方程式
- 行列の階数と解の存在
- ベクトル空間・一次独立・基底・次元
- 線形変換と行列
- 核と像と次元定理
- 固有値と固有ベクトル
- 繰り込み群の固有値と臨界指数
- 2 次元共形場理論の極小模型
ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
中心電荷の公式 から、まず を決めましょう。
ヒント 2
Kac 公式 と同一視 を使います。relevant の条件 は の上限に書き換えられます。
ヒント 3
なので、条件は (, )です。この条件を満たす の組を数えて 2 で割り、最後に恒等演算子を除きます。
答えと解説
答えを見る
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解説を読む
1. を決める
ユニタリー極小模型 の中心電荷は
である。 とおくと 、すなわち となる。 の整数なので である。
2. Kac 公式と場の同一視
主要場の共形次元は Kac 公式
で与えられる。添字の範囲は 、 である。
Kac 表には の同一視がある。実際 なので は等しい。したがって独立な主要場は 個である。
3. relevant の条件
対角型なので である。 は と同じで、これは
と書ける。
4. 数え上げ
の値を表にする。
- : → 条件を満たすのは の 3 個
- : → 〜 の 4 個
- : → 〜 の 4 個
- : → 〜 の 4 個
- : → 〜 の 4 個
- : → の 3 個
合計は 22 組である。同一視で 2 組ずつ 1 つの場になるので、 の主要場は 11 個である。 の値は ですべて異なる。(marginal, )は現れない。
このうち は の恒等演算子()である。これを除くと、relevant な主要場は
個となる。
別解
より なので 。模型は である。
共形次元は ()で、 により 個の主要場が独立である。
A 型では なので、 は 、すなわち 、つまり と同値である。
各 について条件を満たす の個数を数える。
- : の 3 個
- : の 4 個
- : の 4 個
- : の 4 個
- : の 4 個
- : の 3 個
合計は 22 組である。同一視 は を与えるので、条件はこの同一視で保たれる。また を満たす整数 はなく、固定点はない。よって 22 組は 2 組ずつ対になり、場は 11 個になる。
ここから恒等演算子 ()を除くと 個。
検算: となるのは のときで、これは の marginal であり除外される。上の数え上げは で行っているので、これは含まれていない。