第１０回（２０１６年）日本物理学会若手奨励賞 (素粒子論領域)
受賞者は永田夏海氏、野﨑雅弘氏、芝暢郎氏の３名です。
受賞者: 永田夏海（ミネソタ大学）
対象業績：「暗黒物質と核子の散乱断面積の有効理論による評価」
対象論文：
[1] “Direct Search of Dark Matter in High-Scale Supersymmetry,”
Junji Hisano, Koji Ishiwata, Natsumi Nagata, Phys. Rev. D 87 (2013) 035020.
[2] “Effective Theories for Dark Matter Nucleon Scattering,”
Junji Hisano, Ryo Nagai, Natsumi Nagata, JHEP 1505 (2015) 037.
[3] “QCD Effects on Direct Detection of Wino Dark Matter,”
Junji Hisano, Koji Ishiwata, Natsumi Nagata, JHEP 1506 (2015) 097.
受賞理由：
宇宙における暗黒物質は、宇宙初期に生成されたTeVスケールの質量を持つ未知な安定粒
子（WIMP）の残存によって自然に説明できる。その場合、WIMPは地上実験による直接探索
が可能となるような核子との散乱断面積を持つことが期待できる。その散乱断面積の評価
は、暗黒物質の直接探索実験への理論的予言や実験結果の理論的解釈に必要不可欠である。
永田氏らの一連の研究では、模型によらないフォーマリズムによる散乱断面積の計算手法
を確立するとともに、それを用いた超対称模型におけるWino暗黒物質の場合の詳細な評価
を行っている。
第１論文では、WinoとHiggsino以外の超対称粒子がとても重いようなシナリオについての
詳細な解析により、従来のtree levelのヒッグス媒介反応の計算に対して大きな補正があ
りうることが指摘された。第２論文では、暗黒物質と核子の散乱断面積を模型によらない
有効理論を用いて詳細に計算している。非相対論的近似において重要となる全ての有効相
互作用を考慮し、またそのQCD補正の取り扱いを明白に議論している。第３論文では、
Wino暗黒物質と核子の散乱断面積に対するQCDの高次補正を計算している。これにより、
理論的不定性がこれまでよりずっと小さくなり、Wino暗黒物質の直接探索実験に重要なイ
ンプットを与えている。
どの論文の結果も非自明で興味深く、また今後の実験・理論研究双方に有用な成果である。
以上のことから、永田氏の研究業績は日本物理学会若手奨励賞にふさわしい。
受賞者: 野﨑雅弘（京都大学）
対象業績：「局所演算子により励起された状態のエンタングルメント・エントロピー」
対象論文：
[1] “Quantum Entanglement of Local Operators in Conformal Field Theories,”
M. Nozaki, T. Numasawa and T. Takayanagi, Phys. Rev. Lett. 112 (2014) 111602.
[2] “Notes on Quantum Entanglement of Local Operators”
M. Nozaki, JHEP 1410 (2014) 147.
[3] “Entanglement of Local Operators in large N CFTs,”
P. Caputa, M. Nozaki and T. Takayanagi, PTEP 2014 (2014) 093B06.
受賞理由：
量子縺れを測定する物理量であるエンタングルメント・エントロピーは、系を二つに分割
する仕方と状態が与えられた時に定義される基本的な量である。近年、その重要性が場の
理論、超弦理論でも認識されはじめており、今後ますますその重要性は増していくだろう。
特に、エンタングルメント・エントロピーの時間発展など、動的な性質は、非平衡系への
エントロピーの拡張や、量子重力におけるブラックホールの生成蒸発等への興味深い応用
が大いにあり得る。このような動的な性質をしらべるには真空以外の状態を考える必要が
あるが、状態を真空以外にとった時のエンタングルメント・エントロピーについては理解
が進んでいなかった。
野崎氏達は、真空に局所演算子を作用させた状態のエンタングルメント・エントロピーに
ついて、自由場、および、重力双対がある場合に具体的に計算し、その時間発展を調べる
ことに成功した。
これは、場の理論におけるエンタングルメント・エントロピーについての研究において先
駆的なものである。特に、応募者達の自由場についての解析的な結果は、結合定数がゼロ
でない系の解析の際に参考とされる基本的な結果であり、重要な業績として高く評価でき
る。
以上のことから、野﨑氏の研究業績は日本物理学会若手奨励賞にふさわしい。
受賞者: 芝暢郎（京都大学）
対象業績：「二つの閉じた空間領域に対するエンタングルメント・エントロピー」
対象論文：
[1] “Entanglement Entropy of Two Black Holes and Entanglement Entropic Force,”
N. Shiba, Phys. Rev. D 83 (2011) 065002.
[2] “Entanglement Entropy of Two Spheres,”
N. Shiba, JHEP 1207 (2012) 100.
[3] “Entanglement Entropy of Disjoint Regions in Excited States : An Operator Method,”
N. Shiba, JHEP 1412 (2014) 152.
受賞理由：
エントロピー力と重力の関係は、ブラックホールの熱力学を端緒に長く議論されてきてい
る。近年、AdS/CFT対応の発展もあり、エンタングルメント・エントロピーのさまざまな
性質が、高次元重力理論や量子情報理論の観点から研究されている。
芝氏の３編の単著論文は、２つの離れた領域A、Bを考え、ABとその外側の領域との間のエ
ンタングルメント・エントロピーを研究したものである。第１、第２論文では、平坦な時
空上での自由masslessスカラー場理論において、A、Bを球とした場合のエンタングルメン
ト・エントロピーを計算している。結果、エンタングルメント・エントロピーはAB間の距
離の逆べき（べきは次元で決まる）となり、符号が負の係数をも数値的に決定した。第３
論文では、より一般の理論におけるレニーエントロピーの演算子法による計算を発展させ
ている。
特に第１論文は２０１０年に発表したものであり、現在のエンタングルメント・エントロ
ピーの研究の発展についての先見性が認められる上、第２論文で芝氏により数値的に決定
されたエントロピーの係数は、その後Cardyによってある場合に厳密計算で確認されるな
ど、芝氏の論文は先駆的な業績である。
以上のことから、芝氏の研究業績は日本物理学会若手奨励賞にふさわしい。