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一般相対論を用いた多体系ダイナミクスの理論的解明-新たな重力理論を目指して-

Research Project

Project/Area Number 12J00108
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理(理論)
Research InstitutionHirosaki University

Principal Investigator

山田 慧生  弘前大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2012: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords一般相対論 / 修正重力理論 / 天体力学 / 三体問題 / 量子干渉効果
Outline of Annual Research Achievements

本年度は一般相対論および修正重力理論における多体系ダイナミクスの理解のため,主に次の研究を行った.
1.Non-dynamical Chern-Simons重力理論における天体の自転の効果を調べた.特に,地上での Sagnac 効果を用いた光干渉実験を想定し,一般相対論では予言されない新たな光干渉効果について,干渉計の設置緯度や高度,および干渉計の方向による影響を調べ,それらについて干渉効果の時間変動を得た[D.Kikuchi, N. Omoto, K.Yamada, & H. Asada, Phys. Rev. D 90, 064036 (2014)].
2.任意の質量における一般相対論的三体問題に対する三角平衡解の導出[T. Ichita, K. Yamada, & H. Asada, Phys. Rev. D 83, 084026 (2011); K. Yamada & H. Asada, Phys. Rev. D 86, 124029 (2012)] を受けて,この平衡解の線形安定性を調べた.結果として,適切な質量比を持つ場合に解が安定であることを示し,質量比に対する安定性の条件を導出した.この結果は,現在査読付きの学術誌に投稿中である.
3.一般相対論における球対称静的時空(Schwarzschild 時空)の周りを円運動する粒子は,Newton 重力の場合と異なり,安定な軌道半径に下限がある事実を拡張し,一般相対論だけでなく様々な重力理論における任意の球対称静的時空の周りを円運動する粒子について,安定な軌道半径の下限および上限を調べた.結果として,任意の球対称静的時空に関して臨界安定円軌道となる必要十分条件を導出し,その軌道半径を様々な具体例に対して導出した.また,Sturm の定理を用いることがそのような軌道半径の導出に有用であることを示した.この結果は,現在査読付きの学術誌に投稿中である.
1.は菊池大貴氏,大本直哉氏および浅田秀樹氏,2,は土屋拓也氏と浅田秀樹氏,3.は大野俊明氏,鈴木聡人氏,伏見直将氏および浅田秀樹氏との共同研究である.

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (25 results)

All 2015 2014 2013 2012

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (18 results)

  • [Journal Article] Improving the Moment Approach for Astrometric Binaries: Possible Application to Cygnus X-12014

    • Author(s)
      Kei Yamada, Masaki Yamaguchi, Hideki Asada, and Naoteru Gouda
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 66 Issue: 5

    • DOI

      10.1093/pasj/psu071

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Possible altitudinal, latitudinal, and directional dependence of the relativistic Sagnac effect in Chern-Simons modified gravity2014

    • Author(s)
      Daiki Kikuchi, Naoya Omoto, Kei Yamada, and Hideki Asada
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 90 Issue: 6 Pages: 064036-064036

    • DOI

      10.1103/physrevd.90.064036

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Possible latitude effects of Chern-Simons gravity on quantum interference2013

    • Author(s)
      Hirosaki Okawara, Kei Yamada, and Hideki Asada
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 87 Issue: 8

    • DOI

      10.1103/physrevd.87.084038

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Moment Approach to Determining the Orbital Elements of an Astrometric Binary with a Low Signal-to-Noise Ratio2013

    • Author(s)
      Hirofumi Iwama, Kei Yamada, and Hideki Asada
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 65

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      2012 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Post-Newtonian effects of planetary gravity on the perihelion shift2012

    • Author(s)
      Kei Yamada and Hideki Asada
    • Journal Title

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      Volume: 423 Pages: 3540-3544

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      2012 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Possible Daily and Seasonal Variations in Quantum Interference Induced by Chern-Simons Gravity2012

    • Author(s)
      Hiroki Okawara, Kei Yamada, and Hideki Asada
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 109 Issue: 23

    • DOI

      10.1103/physrevlett.109.231101

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      2012 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Triangular solution to the general relativistic three-body problem for general masses2012

    • Author(s)
      Kei Yamada and Hideki Asada
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 86 Issue: 12

    • DOI

      10.1103/physrevd.86.124029

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      2012 Annual Research Report
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  • [Presentation] 一般相対論的な三体問題に対する三角解の線形安定性2015

    • Author(s)
      山田慧生
    • Organizer
      日本物理学会 第70回年次大会
    • Place of Presentation
      早稲田大学 早稲田キャンパス
    • Year and Date
      2015-03-24
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Relativistic Sagnac effects by Chern-Simons gravity2015

    • Author(s)
      Kei Yamada
    • Organizer
      Testing Gravity 2015
    • Place of Presentation
      SFU Harbour Center(バンクーバー,カナダ)
    • Year and Date
      2015-01-15 – 2015-01-17
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  • [Presentation] Linear Stability of the Post-Newtonian Triangular Solution to the General Relativistic Three-Body Problem2014

    • Author(s)
      Kei Yamada
    • Organizer
      The 24th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan
    • Place of Presentation
      東京大学カブリ数物連携宇宙研究機構
    • Year and Date
      2014-11-12
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] チャーン・サイモン重力における相対論的サニャック効果2014

    • Author(s)
      山田慧生
    • Organizer
      日本物理学会 2014年秋季大会
    • Place of Presentation
      佐賀大学
    • Year and Date
      2014-09-21
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 一般相対論的な三体問題に対する三角解の線形安定性2014

    • Author(s)
      山田慧生
    • Organizer
      日本天文学会 2014年秋季大会
    • Place of Presentation
      山形大学小白川キャンパス
    • Year and Date
      2014-09-12
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 一般相対論的な三体問題に対する三角解の線形安定性2014

    • Author(s)
      山田慧生
    • Organizer
      2014年度 第44回天文・天体物理若手 夏の学校
    • Place of Presentation
      信州・戸倉上山田温泉 ホテル圓山荘
    • Year and Date
      2014-07-28 – 2014-07-31
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Quantum interferometry in Chern-Simons gravity2014

    • Author(s)
      Kei Yamada
    • Organizer
      2014 Asia-Pacific School and Workshop on Gravitation and Cosmology
    • Place of Presentation
      Academia Sinica(台北, 台湾)
    • Year and Date
      2014-02-18
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Moment Approach for an Astrometric Binary With Low-Signal-to-Noise Ratio2013

    • Author(s)
      Kei Yamada
    • Organizer
      2013 NCTS Taiwan-Japan Symposium on Celestia Mechanics and N-Body Dynamics
    • Place of Presentation
      National Tsing-Hua University(新竹, 台湾)
    • Year and Date
      2013-12-06
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Quantum inter ferometry in Chern-Simons gravity.2013

    • Author(s)
      Kei Yamada
    • Organizer
      JGRG23 The 23rd Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan.
    • Place of Presentation
      弘前大学
    • Year and Date
      2013-11-06
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] コンパクト連星の軌道決定に対する統計的手法2013

    • Author(s)
      山田 慧生
    • Organizer
      日本物理学会 2013年 秋季大会
    • Place of Presentation
      高知大学
    • Year and Date
      2013-09-21
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] コンパクト連星の軌道決定に対する統計的手法2013

    • Author(s)
      山田 慧生
    • Organizer
      日本天文学会 2013年 秋季年会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      2013-09-11
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Testing a gravity theory beyond Einstein's general relativity with quantum interferometers2013

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      Kei Yamada
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      The international workshop on new science and technoloeies using entangled photons 2013
    • Place of Presentation
      大阪大学
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  • [Presentation] コンパクト連星の軌道決定に対する統計的手法2013

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      山田 慧生
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      2013年度 第43回 天文・天体物理若手 夏の学校
    • Place of Presentation
      宮城蔵王ロイヤルホテル
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Triangular solution to the general relativistic three-body problem2012

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      Kei Yamada
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      RESCEU SYMPOSIUM ON GENERAL RELATIVITY AND GRAVITATION (JGRG22)
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      東京大学
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      2012-11-12
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  • [Presentation] Triangular solution to the general relativistic three-body problem2012

    • Author(s)
      山田慧生
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      天体力学N体力学研究会2012
    • Place of Presentation
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      2012-10-26
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  • [Presentation] Chern-Simons重力における量子干渉効果(1)定式化2012

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      山田慧生
    • Organizer
      日本物理学会 2012年秋季大会
    • Place of Presentation
      京都産業大学
    • Year and Date
      2012-09-13
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  • [Presentation] 一般相対論的三体問題の三角解2012

    • Author(s)
      山田慧生
    • Organizer
      2012年度第42回天文・天体物理若手 夏の学校
    • Place of Presentation
      福井県東尋坊温泉三国観光ホテル
    • Year and Date
      2012-08-03
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  • [Presentation] Triangular solution to the general relativistic three-body problem2012

    • Author(s)
      Kei Yamada
    • Organizer
      Thirteenth Marcel Grossmann Meeting (MG13)
    • Place of Presentation
      Aula Magna Plenary Hall (ストックホルム,スウェーデン)
    • Year and Date
      2012-07-03
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

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Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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