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2011 Fiscal Year Annual Research Report

量子重力における重力崩壊と時空特異点に関する研究

Research Project

Project/Area Number 21740190
Research InstitutionRikkyo University

Principal Investigator

原田 知広  立教大学, 理学部, 准教授 (60402773)

Keywords時空特異点 / 一般相対論 / 量子重力 / 量子宇宙論
Research Abstract

高速回転ブラックホール付近で二粒子が衝突すると重心系エネルギーが無限に大きくなりうることがBanados,Silk and West(2009)によって指摘された。彼らは二粒子が赤道面上の測地線上を運動すると仮定した。我々は、赤道面上を離れても緯度がある値よりも低い場合には、こうした現象が起こりうることを示した(Harada and Kimura 2011b)。さらに、重力波反作用のために粒子の軌道が測地線からずれる効果の影響について考察し、粒子とブラックホールとの質量比が十分小さい場合には、影響は限定的であることを示した(Harada and Kimura 2011b)。この現象は、それが古典的に正しければ重力の量子論的効果が無視できなくなるため、本研究の目的に密接に関連しており大変重要である。
また、背景独立かつ非摂動論的量子重力理論の定式化として有望視されているループ量子重力理論の手法に基づいたループ量子宇宙論について、その量子化・とりわけ差分幅のとり方と演算子順序に潜む任意性に着目し、初期特異点回避可能性と大体積Wheeler-De Witt極限存在の観点から、これらの任意性を制限する可能性を指摘した(Tanaka, Amemiya, Shimano, Harada and Tamaki 2011)。これは量子重力における時空特異点の取り扱いに関する研究であり本研究において中心的な課題である。
さらに、インフレーション起源の0.1Hzの重力波に最適化した重力波観測衛星であるでDECIGO計画に関して、総説の著者の一人として参画した。(Kawamura et a1. 2010)インフレーション起源の重力波は曲がった時空上の場の理論的効果によって生成されるので、このような重力波の検出は量子重力の摂動論的効果の実験的検証につながるという点で本研究の目的に合致する。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

順調に研究が進んでおり、成果も学術論文・学会発表などで公表している。

Strategy for Future Research Activity

今後もこれまで通り研究計画に従って研究を行っていく。

  • Research Products

    (11 results)

All 2012 2011 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Collision of two general geodesic particles around a Kerr black hole2011

    • Author(s)
      Tomohiro Harada, Masashi Kimura
    • Journal Title

      Phys.Rev.D

      Volume: 83 Pages: 084041(9pp)

    • DOI

      DOI:10.1103/PhysRevD.83.084041

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The Japanese space gravitational wave antenna : DECIGO2011

    • Author(s)
      Seiji Kawamura, et al.(31th among 145 authors)
    • Journal Title

      Class.Quantum Grav.

      Volume: 28 Pages: 094011(12pp)

    • DOI

      doi:10.1088/0264-9381/28/9/094011

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Discretisation parameter and operator ordering in loop quantum cosmology with the cosmological constant2011

    • Author(s)
      Tomo Tanaka, Fumitoshi Amemiya, Masahiro Shimano, Tomohiro Harada, Takashi Tamaki
    • Journal Title

      Phys.Rev.D

      Volume: 83 Pages: 104049(14pp)

    • DOI

      DOI:10.1103/PhysRevD.83.104049

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Collision of an object in the transition from adiabatic inspiral to plunge around a Kerr black hole2011

    • Author(s)
      Tomohiro Harada, Masashi Kimura
    • Journal Title

      Phys.Rev.D

      Volume: 84 Pages: 124032(8pp)

    • DOI

      DOI:10.1103/PhysRevD.84.124032

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Uniqueness of static spherically symmetric vacuum solutions in the IR limit of nonrelativistic quantum gravity2011

    • Author(s)
      Tomohiro Harada, Umpei Miyamoto, Naoki Tsukamoto
    • Journal Title

      J.Phys. :Conf.Ser.

      Volume: 314 Pages: 012120(4pp)

    • DOI

      doi:10.1088/1742-6596/314/1/012120

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Black hole candidates and the Kerr bound2011

    • Author(s)
      Tomohiro Harada, Rohta Takahashi
    • Journal Title

      J.Phys. :Conf.Ser.

      Volume: 314 Pages: 012084(4pp)

    • DOI

      doi:10.1088/1742-6596/314/1/012084

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 重力波放射反作用を考慮したときの天体加速器としてのKerrブラックホール2012

    • Author(s)
      原田知広、木村匡志
    • Organizer
      日本物理学会第67回年次大会
    • Place of Presentation
      関西学院大学
    • Year and Date
      2012-03-27
  • [Presentation] High-velocity collision of particles around a rapidly rotating black hole2011

    • Author(s)
      Tomohiro Harada
    • Organizer
      The 7th International Conference on Gravitation and Cosmology
    • Place of Presentation
      Holiday Inn Goa, Goa, India
    • Year and Date
      20111214-20111219
  • [Presentation] High-velocity collision of particles around a rapidly rotating black hole2011

    • Author(s)
      Tomohiro Harada
    • Organizer
      The 21st Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan
    • Place of Presentation
      Tohoku University, Sendai, Japan
    • Year and Date
      20110926-20110929
  • [Presentation] Kerrブラックホール周りでの一般の測地的二粒子の衝突2011

    • Author(s)
      原田知広(立教大理・准教授)、木村匡志(京大基研・学振特別研究員 PD)
    • Organizer
      日本物理学会2011年秋季大会
    • Place of Presentation
      弘前大学
    • Year and Date
      2011-09-16
  • [Remarks]

    • URL

      http://www2.rikkyo.ac.jp/web/harada/

URL: 

Published: 2013-06-26  

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