どこにでも出てくる相転移現象 : 物性物理から宇宙物理まで(第50回物性若手夏の学校(2005年度),講義ノート)

Abstract

宇宙の中のすべての構造は、量子力学、重力、宇宙項で決まる3境界の内側に存在します。そして、それぞれに特徴的な様々な相転移が存在し個性を持った構造を作っていきます。これらを順次説明しながら議論を深めます。宇宙物理と物性物理の密接な関連に注目しながら新しい境界領域の展開を目指して、皆様との議論を大切にしていきたいと思います。できるだけ自己完結的にお話します。量子力学における不確定性原理は、基本構造の究極の起源、安定性、進化を保証します。ここでは特に、宇宙において観測者が存在しない状況でいかに「量子測定」が完結するか、Keldish-Schwingerタイプの理論や自発的対称性の破れなどを説明しながら解説します。重力という遮蔽されない長距離力は、天体特有の集合状態・階層構造・相関・時間尺度を作ります。これらを基本から解説します。現在宇宙の加速膨張は、宇宙論最大の問題のひとつです。ここでは特に、ボーズアインシュタイン凝縮を応用したモデルについて、自己臨界組織化や、負圧の作る構造の崩壊などと関連させながら解説します。