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時空の大域的因果構造と量子力学

研究課題

研究課題/領域番号 12640257
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関東京工業大学

研究代表者

細谷 暁夫  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (80028258)

研究分担者 椎野 克  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (50313325)
石原 秀樹  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (80183739)
研究期間 (年度) 2000 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2002年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2001年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2000年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワードブラックホール / 量子情報 / 第二法則 / 非一様宇宙 / 地平面のトポロジー / エンタングルメント / 第2法則 / ホーキング放射
研究概要

細谷の研究では、(量子)情報珪論と宇宙論・相対論の接点の仕事をパイオニア的に開始し、幾つかの成果が得られた。1.ブラックホール時空における量子場の理論的効果であるホーキング輻射が、量子情報理論の興味深い応用対象になっている。私は、ブラックホール時空における量子的な思考実験を行うことを想定し、観測の後に測定器をブラックホールに放り込む場合の一般化された第二法則を調べた。それによれば、ブラックホール固有のエントロピーと通常の熱力学的エントロピーの和として定義される一般化されたエントロピーの増分は、測定器を放り込まなければ得られたであろう情報量以上である。2.裸の特異点からの放射を1+1次元の場の理論で計算した。考えているのは、境界条件がノイマン条件からディレクレ条件に突然変化する場合で、thunderboltという無限大のエネルギー密度の量子が光速で境界から発せられることが示されている。3.宇宙論に情報理論における重要な概念である相対エントロピーを導入し、宇宙の非一様性を表す尺度とすることを、共同研究者とT.Buchert氏と森田氏と提案した。それによれば、その尺度は物質優勢宇宙に置いては、ある時期に増加すれば以後ずっと増加することが予想される。今のところ線形摂動と球対称非一様解はこの予想を支持している。椎野の研究はブラックホールエントロピーをその事象の地平線の位相構造と関係付けようとしたものである。事象の地平線の空間的トポロジーはその端点の集合によって決まりしかもその構造は広がりを持つのが一般的である。ところが巨視的に球対称ブラックホールは安定であるので、端点集合のミクロな構造がエントロピーを担うことが期待されるのである。実際、鎖状高分子との類推から求められたエントロピーはブラックホールエントロピーと面積との関係を説明する。

報告書

(4件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2004 2003 2002 2001 その他

すべて 雑誌論文 (14件) 文献書誌 (7件)

  • [雑誌論文] A Simplified Method to Predict Peak Value and Trends of Seismic Relative Motion Between Adjacent Buildings2004

    • 著者名/発表者名
      Kasai K., Tran T.B.
    • 雑誌名

      日本建築学会構造系論文集 582

      ページ: 47-55

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Applications of Inelastic SPD Method for Estimating Relative Displacement to Avoid Pounding of Adjacent Buildings2004

    • 著者名/発表者名
      Tran T.B., Kasai, K.
    • 雑誌名

      第1回都市地震工学シンポジウム論文集

      ページ: 469-476

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] JSSI Manual for Building Passive Control Technology. Part-7 Stepping Column System2004

    • 著者名/発表者名
      TranT.B., Kasai, K., Sato, T., Oohara, K., Shao, L.
    • 雑誌名

      Proceedings of 13th World Conference on Earthquake Engineering, Vancouver, Canada

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] リユース制震構造の開発 その9 一質点モデルによる検討2004

    • 著者名/発表者名
      Tran, T., 笠井和彦, 佐藤孝典, 川口淳, 寺田岳彦, 箕輪親宏, 多賀謙蔵, 邵立
    • 雑誌名

      日本建築学会大会学術講演梗概集 B2

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Information Entropy in Cosmology2004

    • 著者名/発表者名
      A.Hosoya, T.Buchert, M.Morita
    • 雑誌名

      Phys.Rev.Lett. (to appear)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] リユース制震構造の開発 その4 浮上がり柱脚の軸ダンパーの効果2003

    • 著者名/発表者名
      Tran, T., 笠井和彦, 佐藤孝典, 川口淳, 寺田岳彦, 箕輪親宏, 多賀謙蔵, 邵立
    • 雑誌名

      日本建築学会大会学術講演梗概集 B2

      ページ: 697-698

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Quantum entropy bound by information in black hole spacetime2002

    • 著者名/発表者名
      A.Hosoya, A.Carlini
    • 雑誌名

      Physical Review D 66

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Naked singularity and a thunderbolt2002

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Ishibashi, Akio Hosoya
    • 雑誌名

      Physical Review D 66

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] TOPOLOGICAL DERIVATION OF BLACK HOLE ENTROPY BY ANALOGY WITH A CHAIN POLYMER2002

    • 著者名/発表者名
      Masaru Siino
    • 雑誌名

      Physical Review D 66

      ページ: 104006-104006

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Naked Singularity and Thunderbolt2002

    • 著者名/発表者名
      A.Ishibashi, A.Hosoya
    • 雑誌名

      Phys.Rev. D66,22

      ページ: 104016-104016

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Quantum Entropy Bound by Information in Black Hole Spacetime2002

    • 著者名/発表者名
      A.Hosoya, A.Carlini
    • 雑誌名

      Phys.Rev. D66,19

      ページ: 104011-104011

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Quantum, Quantum computers and unstructured search : finding and counting items with an arbitrarily entangled initial state2001

    • 著者名/発表者名
      A.Carlini, A.Hosoya
    • 雑誌名

      Physics Letters A280

      ページ: 114-120

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Thurston'S Geometrization Conjecture and Cosmological Models2001

    • 著者名/発表者名
      K.Yasuno, T.Koike, M.Siino
    • 雑誌名

      Class.Quant.Grav. 18

      ページ: 1405-1420

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Topological Derivation of Black Hole Entropy by Analogy with a Chain Polymer

    • 著者名/発表者名
      M.Siino
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Hosoya, A.Carlini: "Quantum entropy bound by information in black hole spacetime"Physical Review. D66. 104011(5) (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Akihiro Ishibashi, Akio Hosoya: "Naked singularity and a thunderbolt"Physical Review. D66. 104016(6) (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Masaru Siino: "TOPOLOGICAL DERIVATION OF BLACK HOLE ENTROPY BY ANALOGY WITH A CHAIN POLYMER"Physical Review. D66. 104006 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] A, Hosoya, A.Carlini, T.Shimomura: "Generalized second law of black hole thermodynamics and quantum information theory"Physical Review D. 63. 104008-1 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] A.Carlini, A.Hosoya: "Quantum computers and unstructured search ; fiding and counting items with an arbitrarily entangled initial state"Physics Letters A. A280. 114-120 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M.Siino: "Topological derivation of Black Hole entropy by analogy with Chain Polymer"Physical Review D. (発売予定).

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] A.Carlini and A.Hosoya: "Quantum probabilistic subroutines and problems in number theory"Phys.Rev.A. 62. 032312-1-8 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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