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ブラックホールの検証に向けた基礎的力学過程の解析

研究課題

研究課題/領域番号 11J08747
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理(理論)
研究機関近畿大学 (2012)
大阪市立大学 (2011)

研究代表者

伊形 尚久  近畿大学, 総合理工学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2011 – 2012
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2012年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワードブラックホール / ブラックリング / 相対論 / 測地線 / ストリング / 高次元 / 磁場 / 粒子加速
研究概要

4次元時空および高次元時空における球対称ブラックホールにおいて,ホライズンの外側にゼロ質量粒子の安定円軌道は存在しないことが知られている.一方,より複雑な重力場の構造をもつブラックリング時空において,ゼロ質量粒子の安定束縛軌道の存在は自明ではない.そこで1回転ブラックリング時空におけるゼロ質量粒子の描く光的測地線の解析を行った.その結果,細いブラックリング時空において,ゼロ質量粒子の安定束縛軌道の存在を確認し,太いブラックリングでそれが存在しなくなることを明らかにした.さらにゼロ質量粒子の安定束縛軌道の存在と非存在の境界を与えるパラメータを数値的な手法を用いて決定した.細いブラックリングのホライズン近傍の構造はブラックストリングのそれと近似的にみなすことが可能なため,余剰次元方向の軌道角運動量が4次元時空の断面からみたときの実効的な粒子の質量の役割を果たすことからその存在が理解できる.したがって,今回得られた臨界パラメータは,ブラックストリング近似が破れるひとつの基準を与えているということができる.また本研究結果は,漸近的平坦な時空においてゼロ質量粒子が存在する初めて報告された例である.ゼロ質量粒子は,ゼロ質量の波動の短波長極限として実現するため,ブラックリング時空におけるテスト場のダイナミクスや重力場摂動の安定性の議論にいくつかの示唆を与えることが期待される.

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Effect of a Weak Electromagnetic Field on Particle Acceleration by a Rotating Black Hole2012

    • 著者名/発表者名
      T. Igata, T. Harada, M. Kimura
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 85 号: 10 ページ: 104028-104028

    • DOI

      10.1103/physrevd.85.104028

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stationary Closed Strings in Five-dimensional Flat Spacetime2012

    • 著者名/発表者名
      伊形尚久, 石原秀樹, 西脇圭介
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 86 号: 10 ページ: 104020-104020

    • DOI

      10.1103/physrevd.86.104020

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chaos in Geodesic Motion around a Black Ring2011

    • 著者名/発表者名
      T.Igata, H.Ishihara, Y.Takamori
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 83 号: 4

    • DOI

      10.1103/physrevd.83.047501

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of a Weak Electromagnetic Field on Particle Acceleration by Rotating Black Hole

    • 著者名/発表者名
      T.Igata, T.Harada, M.Kimura
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: (出版準備中)(確定)

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 5次元平坦時空における閉じた定常ストリング2012

    • 著者名/発表者名
      伊形尚久, 石原秀樹, 西脇圭介
    • 学会等名
      日本物理学会第67回年次大会
    • 発表場所
      関西学院大学
    • 年月日
      2012-03-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ブラックリング時空の対称性2011

    • 著者名/発表者名
      伊形尚久, 宝利剛, 古池達彦, 石原秀樹
    • 学会等名
      日本物理学会2011年秋季大会
    • 発表場所
      神奈川工科大学
    • 年月日
      2011-09-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-12-12   更新日: 2024-03-26  

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