2023 Fiscal Year Research-status Report
Construction and stability analysis of new black hole solutions predicted by topological censorship theorems
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21K03560
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| Research Institution | Toyota Technological Institute |
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Principal Investigator |
富沢 真也 豊田工業大学, 工学部, 教授 (20624042)
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2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 高次元ブラックホール / 厳密解 / ブラックホールの一意性 / 超重力理論 / non-BPS |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1993年にFriedman, Shleichi, Wittが証明した「位相検閲定理」は、４次元の漸近的に平坦な時空では、ブラックホールの外部領域は自明なトポロジーしか許されず、穴やハンドルのような非自明な構造が存在しないことを示している。しかし、この定理は５次元以上の漸近平坦なブラックホール時空では、非自明な構造を禁止していないため、高次元時空では非自明なトポロジーを持つブラックホールの解が存在する可能性がある。これは、想定以上に多くの未発見のブラックホール解が存在することを示唆している。論文「A Capped Black Hole in Five Dimensions, R. Suzuki, S. Tomizawa, to be published in Physical Review D（Letter）」では、５次元最小超重力理論で、定常かつ漸近平坦で、ブラックホールの位相が球面でありながら、外部領域が非自明な位相を持つ非BPSブラックホールの正則解を世界で初めて構成した。従来知られているCvetic-Youmのブラックホール解と我々が求めた解の存在は、球形ブラックホールの一意性の破れを示している。また、論文「Solution Generation of a Capped Black Hole, R. Suzuki, S. Tomizawa, to be published in Physical Review D」や「New construction of a charged dipole black ring by the Harrison transformation, R. Suzuki, S. Tomizawa, Physical Review D 109, 084020 (2024)」では、五次元最小超重力理論でブラックレンズ解やブラックリング解を構成した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初は、五次元真空アインシュタイン方程式の厳密解を求めようとしていたが、予想に反して正則な解が見つからなかった。しかし、五次元超重力理論の枠組みの中で帯電ブラックホール解として見つけることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度は、位相検閲定理が予想するブラックうホールの外部領域の位相の中で最も単純な解がみつかったので、より一般的な外部領域の位相をもつようなブラックホール解を求める。
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| Causes of Carryover |
2023年度は、研究会や学会がオンライン開催であったので、旅費を支出する必要がなかった。2023年度分として請求した助成金の未使用分に関しては、当該研究テーマに関する重力解の構成と安定性解析のための数値計算要員として研究員を１名雇用する。
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