ビッグバン宇宙の始まりやブラックホールを理解するために、量子力学と一般相対性理論の統一を目指した量子重力に関する理論研究が進められ、それらの理論検証には天文観測や高エネルギー加速器実験等の大がかりな実験研究が進められています。
東北大学 大学院理学研究科 物理専攻の堀田 昌寛 助教、遊佐 剛 教授、名古屋大学 理学研究科 素粒子宇宙物理学専攻の南部 保貞 准教授、九州大学 理学研究院 物理学部門の山本 一博 教授と杉山 祐紀さんの研究グループは、量子力学が重要な役割をする初期宇宙の原理的な問題を検証できるシミュレータを、半導体で作成可能であることを理論的に示しました。ここで提案されているのは量子ホール状態とよばれるトポロジカル物質の端を一方向に流れる 1 次元の電子 (エッジ) です。今回の成果は、膨張宇宙でも現れるとされるホーキング輻射や、宇宙の構造形成、AdS/CFT 対応などを実験的に検証する道筋を示した重要な結果です。また、トポロジカル物質に関する新しい物質物理学の窓を拓くことも同時に期待されます。
本研究成果は専門誌 Physical Review D 誌（オンライン版）に 2022 年 5 月 13 日（米国東部時間）に公開されました。(https://doi.org/10.1103/PhysRevD.105.105009)