研究の背景
素粒子の標準模型は、1967 年のワインバーグの論文により現在の形に書き下され、2012 年のヒッグス粒子の発見により完成しました。特殊相対論と量子力学を止揚した「場の量子論」の言葉で書かれた標準模型は、電磁気力・弱い力・強い力の 3 つを理論的に不可分な形で統一的に記述します。
しかし、残る 1 つの力である重力の量子論をどう矛盾なく構築するかは、過去 1 世紀以上にわたって人類最大の謎のひとつでありつづけています。超弦理論は量子重力をある種の極限として含むと期待される有力な理論ですが、第一次・第二次超弦革命を経てもなお量子重力の究極理論への道は遠い。
主な研究テーマ
標準模型の臨界性・ヒッグスインフレーション
ヒッグス場の自己結合定数がプランクスケール付近でほぼゼロに近いという「臨界性」は、宇宙初期のインフレーションやダークマター、物質・反物質非対称性の起源と結びついています。
量子重力
ローレンツ対称性の隠れた局所化から重力が動的に emerge する機構、および周辺領域。
波束形式の場の量子論
粒子描像をより精密にする 3 次元ガウス波束形式、ニュートリノ振動におけるデコヒーレンスなど。
量子基礎論
量子力学の基礎的な問題に関する分野。特にわれわれは不確定性関係、量子測定、量子力学における時間などを研究している。
機械学習
深層学習・生成モデル等の物理への応用、および物理由来の視点からの機械学習研究。
宇宙物理学
ダークマター、宇宙論、コンパクト天体など、宇宙物理の幅広いトピック。
格子場の量子論
非摂動的な場の量子論の数値計算アプローチ。格子 QCD など。
https://github.com/akio-tomiya/VisualizingLQCD.jl
かつての研究テーマ
加速器ブラックホール生成
回転するブラックホールの将来型コライダーでの生成に関する研究（2003–2006）。
ワープ空間中のウィルソン線とゲージ・ヒッグス統一
動的電弱対称性の破れに関する研究（2005–2008）。
ニュートリノ質量と大統一理論
クォーク・レプトン統一とニュートリノ質量の関係（1999–2000）。
AdS/CFT 対応とクォーク・グルーオン・プラズマ
Bjorken フローのホログラフィック双対（2009）。
普遍的余剰次元
ヒッグス発見後の Universal Extra Dimensions 模型の探究（2013）。
論文
- 2026 A. Tomiya et al.. Parameter Optimization of Domain-Wall Fermion using Machine Learning. arXiv:2603.16329.
- 2026 A. Tomiya et al.. Machine Learning-Based Estimation of Cumulants of Chiral Condensate via Multi-Ensemble Reweighting. arXiv:2602.21617.
- 2026 A. Tomiya et al.. Lattice Gauge Theory via LLVM-Level Automatic Differentiation. arXiv:2602.20516.
- 2026 A. Tomiya et al.. Sparse modeling study of extracting charmonium spectral functions from lattice QCD at finite temperature, Phys. Rev. D 113 (2026) 034507. doi:10.1103/cdjf-65yf. arXiv:2509.10386.
- 2026 A. Tomiya et al.. Columbia plot based on the symmetry-improved Cornwall-Jackiw-Tomboulis formalism, Phys. Rev. D 113 (2026) 014013. doi:10.1103/71r7-8b3p. arXiv:2508.02257.
- 2026 A. Tomiya et al.. Axionlike particle-assisted supercooling chiral phase transition in QCD, JHEP 03 (2026) 062. doi:10.1007/JHEP03(2026)062. arXiv:2507.18016.
- 2025 K. Oda et al.. Seeing through the light cone: Visualizing electromagnetic fields in special relativity. arXiv:2505.20596.
- 2025 K. Oda et al.. Implementing Errors on Errors: Bayesian vs Frequentist, Eur. Phys. J. C 85 (2025) 1022. doi:10.1140/epjc/s10052-025-14638-4. arXiv:2505.06521.
- 2025 A. Tomiya et al.. First-order CP phase transition in two-flavor QCD at θ = π under electromagnetic scale anomaly, Phys. Rev. D 111 (2025) 74028. doi:10.1103/PhysRevD.111.074028. arXiv:2502.03879.
- 2025 A. Tomiya et al.. CASK: A Gauge Covariant Transformer for Lattice Gauge Theory, PoS LATTICE2024 (2025) 030. doi:10.22323/1.466.0030. arXiv:2501.16955.
- 2025 K. Oda et al.. Spacetime and Planck mass generation from scale-invariant degenerate gravity, Phys. Rev. D 111 (2025) 046002. doi:10.1103/PhysRevD.111.046002. arXiv:2411.17238.
- 2025 A. Tomiya. Machine Learning for Lattice QCD, J. Phys. Soc. Jpn. 94 (2025) 031006.
- 2024 A. Tomiya et al.. Machine Learning Estimation on the Trace of Inverse Dirac Operator using Gradient Boosting Decision Tree, PoS LATTICE2024 (2024) 033. doi:10.22323/1.466.0033. arXiv:2411.18170.
- 2024 A. Tomiya et al.. Lattice gradient flows (de-)stabilizing topological sectors, JHEP 04 (2024) 123. doi:10.1007/JHEP04(2025)123. arXiv:2411.14812.
- 2024 A. Tomiya et al.. Functional renormalization group study of a four-fermion model with CP violation, Phys. Rev. D 111 (2024) 074015. doi:10.1103/PhysRevD.111.074015. arXiv:2411.07027.
- 2024 J. Takahashi, H. Ohno, A. Tomiya. Sparse modeling study to extract spectral functions from lattice QCD data, PoS LATTICE2024 (2024) 032. doi:10.22323/1.466.0032. arXiv:2410.23567.
- 2024 A. Tomiya et al.. JuliaQCD: Portable lattice QCD package in Julia language. arXiv:2409.03030.
- 2024 K. Oda et al.. Parametrically amplified super-radiance towards hot big bang universe, Phys. Lett. B 859 (2024) 139133. doi:10.1016/j.physletb.2024.139133. arXiv:2408.08605.
- 2024 K. Oda et al.. Pseudo-Nambu-Goldstone Boson Production from Inflaton Coupling during Reheating, JCAP 11 (2024) 58. doi:10.1088/1475-7516/2024/11/058. arXiv:2406.09045.
- 2024 K. Oda et al.. Accelerating universe at early and late times in extended Jordan-Brans-Dicke gravity, Phys. Rev. D 110 (2024) 43518. doi:10.1103/PhysRevD.110.043518. arXiv:2405.13402.
- 2024 K. Oda et al.. Higgs Alignment from Multicritical-Point Principle in Two Higgs Doublet Models, Eur. Phys. J. C 85 (2024) 77. doi:10.1140/epjc/s10052-025-13824-8. arXiv:2404.06096.
- 2024 K. Oda, N. Ogawa. Gaussian Formalism: Joint Measurement for Heisenberg's Uncertainty Relation for Errors, PTEP 2025 (2024) 063A02. doi:10.1093/ptep/ptaf040. arXiv:2403.19440.
- 2024 K. Oda et al.. Irreversible vierbein postulate: Emergence of spacetime from quantum phase transition, Phys. Rev. D 109 (2024) 106018. doi:10.1103/PhysRevD.109.106018. arXiv:2309.16230.
- 2023 K. Oda et al.. Wave-Packet Effects: A Solution for Isospin Anomalies in Vector-Meson Decay, Eur. Phys. J. C 83 (2023) 978. doi:10.1140/epjc/s10052-023-12077-7. arXiv:2308.09933.
- 2023 M. Haruhi, K. Oda. Decoherence in Neutrino Oscillation between 3D Gaussian Wave Packets, Phys. Lett. B 846 (2023) 138218. doi:10.1016/j.physletb.2023.138218. arXiv:2307.12230.
- 2023 K. Oda et al.. Quantum phase transition and absence of quadratic divergence in generalized quantum field theories, Phys. Rev. D 109 (2023) 85009. doi:10.1103/PhysRevD.109.085009. arXiv:2307.11420.
- 2023 K. Oda et al.. Lorentz-covariant spinor wave packet, Phys. Rev. D 110 (2023) 076001. doi:10.1103/PhysRevD.110.076001. arXiv:2307.05932.
- 2023 K. Oda et al.. Gravitational and dark wave emission at binary merger. arXiv:2306.07592.
- 2023 K. Oda et al.. Non-thermal Higgs Spectrum in Reheating Epoch: Primordial Condensate vs. Stochastic Fluctuation, JCAP 10 (2023) 48. doi:10.1088/1475-7516/2023/10/048. arXiv:2304.12578.
- 2023 K. Oda et al.. Constraints on extended Jordan-Brans-Dicke gravity, JCAP 10 (2023) 040. doi:10.1088/1475-7516/2023/10/040. arXiv:2304.08656.
- 2023 K. Oda et al.. Gradient-flowed order parameter for spontaneous gauge symmetry breaking, Eur. Phys. J. C 83 (2023) 462. doi:10.1140/epjc/s10052-023-11553-4. arXiv:2303.10841.
- 2023 K. Oda et al.. Ultraviolet Sensitivity in Higgs-Starobinsky Inflation, JCAP 8 (2023) 045. doi:10.1088/1475-7516/2023/08/045. arXiv:2303.09866.
- 2022 K. Oda et al.. Boltzmann or Bogoliubov? Approaches Compared in Gravitational Particle Production, JCAP 9 (2022) 18. doi:10.1088/1475-7516/2022/09/018. arXiv:2206.10929.
- 2022 K. Oda et al.. Double inflation via non-minimally coupled spectator, JCAP 06 (2022) 016. doi:10.1088/1475-7516/2022/06/016. arXiv:2202.04869.
- 2022 K. Oda et al.. Gravitational waves in models with multicritical-point principle, Eur. Phys. J. C 82 (2022) 481. doi:10.1140/epjc/s10052-022-10440-8. arXiv:2202.04221.
- 2022 S.M. Lee, T. Modak, K. Oda, T. Takahashi. The R2-Higgs inflation with two Higgs doublets, Eur. Phys. J. C 82 (2022) 18. doi:10.1140/epjc/s10052-021-09978-w. arXiv:2108.02383.
- 2021 K. Oda et al.. A complete set of Lorentz-invariant wave packets and modified uncertainty relation. arXiv:2104.01798.
- 2021 K. Ishikawa, K. Nishiwaki, K. Oda. New effect in wave-packet scattering of quantum fields, Phys. Rev. D 108 (2021) 96013. doi:10.1103/PhysRevD.108.096013. arXiv:2102.12032.