論文の概要: Quantum harmonic oscillator, index theorem and anomaly
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.21348v2
- Date: Wed, 25 Jun 2025 21:44:33 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-27 13:31:57.702204
- Title: Quantum harmonic oscillator, index theorem and anomaly
- Title(参考訳): 量子調和振動子、指数定理および異常
- Authors: Shunrui Li, Yang Liu,
- Abstract要約: 量子高調波発振器に発生するボソニック異常を報告する。
分割関数は、ユーシルド時空上の「物理層」のチャーン文字として解釈できる。
我々はより直接的かつ物理的に直感的なアプローチでグロモフ・ウィッテン理論に到達する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 5.669106489320257
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We report a bosonic anomaly emerging in the quantum harmonic oscillator, whose partition function is rigorously identified as the Chern character via the Grothendieck-Riemann-Roch theorem, establishing a new connection among statistical mechanics, anomaly, Atiyah-Singer index theorem and Gromov-Witten theory. We investigate how its internal energy relates to the Atiyah-Singer index theorem, showing that the partition function can be interpreted as the Chern character of "physical sheaf" over Eucildean spacetime by using Grothentic-Riemann-Roch theorem. This correspondence reveals the internal energy of oscillator as a concrete non-SUSY manifestation of the index theorem. Moreover, we show that this connection naturally leads to the emergence of a quantum anomaly. Furthermore, we arrive at Gromov-Witten theory through a more direct and physically intuitive approach. As a result, the internal energy of the quantum harmonic oscillator serves as a bridge linking two key concepts in physics -- statistical mechanics and anomalies -- with three fundamental mathematical frameworks: the Atiyah-Singer index theorem, the Grothendieck-Riemann-Roch theorem, and Gromov-Witten theory.
- Abstract(参考訳): 量子調和振動子に現れるボソニックな異常を報告し、その分割関数はGrothendieck-Riemann-Roch定理を介してチャーン文字として厳密に同定され、統計力学、異常、Atiyah-Singer指数定理、Gromov-Witten理論の新たな関係を確立する。
我々は、その内部エネルギーがアティヤ・シンガー指数定理とどのように関連しているかを考察し、この分割関数がグロセンティック・リーマン・ローチ定理を用いてユーシデア時空上の「物理層」のチャーン指標として解釈できることを示した。
この対応は、指数定理の具体的な非SUSY表現として発振器の内部エネルギーを明らかにする。
さらに、この接続が自然に量子異常の出現につながることを示す。
さらに、より直接的かつ物理的に直感的なアプローチでグロモフ・ウィッテン理論に到達する。
その結果、量子調和振動子の内部エネルギーは、アティヤ=シンガー指数定理、グロタンディーク=リーマン=ローチ定理、グロモフ=ウィッテン理論という3つの基本的な数学的枠組みを持つ物理学の2つの重要な概念(統計力学と異常)を繋ぐ橋として機能する。
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