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2022 Fiscal Year Research-status Report

Theoretical Study of Black hole dynamics in Higher dimensional gravity using the large D limit

Research Project

Project/Area Number 18K13541
Research InstitutionToyota Technological Institute

Principal Investigator

鈴木 良拓  豊田工業大学, 工学(系)研究科(研究院), ポストドクトラル研究員 (90711490)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2024-03-31
KeywordsGauss-Bonnet重力理論 / ブラックホール / AdS/CFT対応 / 高次元極限
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、研究課題の一つである高次曲率重力理論におけるブラックホールの研究など高次元極限の応用研究を推進した。特に高次曲率重力理論の最も単純な場合であるGauss-Bonnet重力理論に着目した研究を行った。また、ブラックホールをテーマとしたその他の課題についても研究を行った。

【Gauss-Bonnetブラックホール】昨年度に構成したGauss-Bonnet重力理論(GB重力)における回転ブラックホールの動的な振る舞いを調べることが目的であるが、回転する時空の動的な解析は非常に込み入っているため、準備段階として、より単純なブラックストリング解の解析を行なった。ひも状のブラックホールであるブラックストリングは、アインシュタイン理論では単純な解析解を持つが、GB理論では解析解は知られていない。高次元極限を用いてブラックストリング解を近似的に構成し、動的な不安定性を調べた。特にGB理論において、あまり理解が進んでいないエントロピー増大則を示すことができた。回転ブラックホールの解析への応用に関しては、現在進行中である。
・GB理論におけるブラックストリングについては、別の近似的アプローチとして、曲率補正が大きい極限をとる近似を提案し、実際に近似解が求めた。本研究はこれまでにない近似的手法を提案するものであり、新たな応用研究への発展が期待できる。

【AdSブラックホール】高次元極限を用いて反ドシッター時空中のブラックホールの多様な相を調べた。特に時空にブレーンが存在する場合には、ブラックホールがブレーンから蒸発する様子を解くことができた。AdS/CFT対応によれば、この現象はブレーン上のブラックホールがホーキング放射によって蒸発していく様子を記述すると解釈される。本来、類似の研究は高度な数値計算を用いて行うものであるが、高次元極限を用いることで、驚くほど簡便に結果を得ることができた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度は、高次元極限を用いて多くの応用研究を発表することができた。
特に高次曲率理論とAdSブラックホールへの応用に関しては、大きな進展が見られた。

Strategy for Future Research Activity

Gauss-Bonnet重力理論におけるブラックホールに関しては、回転ブラックホールの動的な性質を調べる必要がある。この問題に関しては現在研究が進行中である。また、より一般的な高次曲率重力理論におけるブラックホールについて解析を行なっていく。

Causes of Carryover

本年度はコロナ禍の影響が色濃く、オンラインの会議も多かったため、予定よりも支出が少なかったため、次年度使用額が生じた。次年度は残額を用いて、国内会議での発表を行う。

  • Research Products

    (21 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 8 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 4 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] バルセロナ大学/バレンシア大学(スペイン)

    • Country Name
      SPAIN
    • Counterpart Institution
      バルセロナ大学/バレンシア大学
  • [Int'l Joint Research] パリ工科大, エコール・ポリテクニーク(フランス)

    • Country Name
      FRANCE
    • Counterpart Institution
      パリ工科大, エコール・ポリテクニーク
  • [Journal Article] Phase and stability of black strings in Einstein-Gauss-Bonnet theory at large D2023

    • Author(s)
      Suzuki Ryotaku、Tomizawa Shinya
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 2023 Pages: ー

    • DOI

      10.1007/JHEP02(2023)101

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Holographic duals of evaporating black holes2023

    • Author(s)
      Roberto Emparan, Raimon Luna, Ryotaku Suzuki, Marija Tomasevic, Benson Way
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 2023 Pages: ー

    • DOI

      10.48550/arXiv.2301.02587

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Particle motions around regular black holes2023

    • Author(s)
      Isomura Kenshin、Suzuki Ryotaku、Tomizawa Shinya
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 107 Pages: -

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.107.084003

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Acoustic black and white holes of potential flow in a tube2023

    • Author(s)
      Tsuda Ren、Tomizawa Shinya、Suzuki Ryotaku
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 107 Pages: -

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.107.104020

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Stable bound orbits around static Einstein-Gauss-Bonnet black holes2022

    • Author(s)
      Suzuki Ryotaku、Tomizawa Shinya
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 105 Pages: ー

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.105.124033

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Einstein-Gauss-Bonnet black strings at large α2022

    • Author(s)
      Suzuki Ryotaku、Tomizawa Shinya
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 2022 Pages: ー

    • DOI

      10.1007/JHEP09(2022)135

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Black lens in a bubble of nothing2022

    • Author(s)
      Tomizawa Shinya、Suzuki Ryotaku
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 106 Pages: ー

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.106.124029

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The large D effective theory of black strings in AdS2022

    • Author(s)
      Licht David、Suzuki Ryotaku、Way Benson
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 2022 Pages: ー

    • DOI

      10.1007/JHEP12(2022)146

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Holographic dual of evaporating black holes2023

    • Author(s)
      Ryotaku Suzuki, Roberto Emparan, Raimon Luna , Marija Tomasevic, Benson Way
    • Organizer
      セミナー, 名古屋大学,
    • Invited
  • [Presentation] Einstein-Gauss-Bonnet Black holes at large D2023

    • Author(s)
      Ryotaku Suzuki, Shinya Tomizawa
    • Organizer
      6th international conference on Holography, String Theory and Spacetime, Da Nang, Vietnum
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Phase and stability of Einstein-Gauss-Bonnet black strings at large D2023

    • Author(s)
      Ryotaku Suzuki, Shinya Tomizawa
    • Organizer
      日本物理学会 2023年春季大会, オンライン
  • [Presentation] Stable bound orbits around Einstein-Gauss-Bonnet black holes2022

    • Author(s)
      Ryotaku Suzuki, Shinya Tomizawa
    • Organizer
      23nd International Conference on General Relativity and Gravitation (GR23), Beijing, China
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Large coupling limit in Einstein-Gauss-Bonnet theory2022

    • Author(s)
      Ryotaku Suzuki, Shinya Tomizawa
    • Organizer
      Fundamental aspects of gravity, Imperial College London, UK
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Stable bound orbits around static Einstein-Gauss-Bonnet black holes2022

    • Author(s)
      Ryotaku Suzuki, Shinya Tomizawa
    • Organizer
      日本物理学会 2022年秋季大会, 岡山理科大
  • [Presentation] Rotating black holes at large D in Einstein-Gauss-Bonnet theory2022

    • Author(s)
      Ryotaku Suzuki, Shinya Tomizawa
    • Organizer
      日本物理学会 2022年秋季大会, 岡山理科大
  • [Presentation] Rotating black holes at large D in Einstein-Gauss-Bonnet theory2022

    • Author(s)
      Ryotaku Suzuki, Shinya Tomizawa
    • Organizer
      JGRG31, The University of Tokyo
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 高次元ブラックホール研究の最近の進展について -高次元極限法による解析的アプローチの発展-2022

    • Author(s)
      鈴木良拓
    • Organizer
      第35回理論懇シンポジウム, コラッセふくしま, 福島
    • Invited
  • [Presentation] Gauss-Bonnet black strings at large D2022

    • Author(s)
      鈴木良拓, 富沢真也
    • Organizer
      第23回特異点研究会, イールーム名駅前A, 名古屋
  • [Remarks] 研究者ホームページ

    • URL

      http://sryotaku.web.fc2.com

URL: 

Published: 2023-12-25  

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