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高次元極限法による高次元ブラックホール研究とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 14J03387
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)
研究機関立教大学 (2016)
大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構 (2014-2015)

研究代表者

田邉 健太朗  立教大学, 理学部, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード重力理論 / ブラックホール
研究実績の概要

アインシュタイン方程式の厳密解であるブラックホール解は重力理論の理解にとって重要だけでなく、量子重力理論における素粒子理論やAdS/CFT対応を通した物性理論への応用、重力波観測を通した宇宙モデルの選別などといった幅広い応用力からも注目されている研究テーマでもある。近年数値マシンの性能向上とそれに伴った数値計算技術の発展により非線形偏微分方程式であるアインシュタイン方程式が様々な状況において解くことが可能となり、その結果多くの興味深いブラックホールの性質が明らかとなってきている。本研究課題の目的は数値的アプローチと相補的となる、ブラックホール物理学への新たな解析的手法である高次元極限法を確立し応用していくことである。高次元極限法は時空の次元Dに対してアインシュタイン方程式を1/D展開により解析する手法であり、それまで数値的にのみ知られていたブラックホールの性質に対して解析的な結果を与えることに成功している。採用第1年度と第2年度では高次元極限法を真空のアインシュタイン方程式に適用する基礎を線形・非線形両側面において確立させた。そこで採用第3年度では、それらの結果を真空でない重力理論へと応用し高次元極限法を重力理論解析手法として一般的なものへと昇華させることに成功した。具体的には電荷を帯びたブラックホールへの高次元極限法の適用法を確立させ、また数値的にのみ知られていたブラックリング解の弾性的不安定性を世界で初めて解析的に証明することに成功した。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 謝辞記載あり 7件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Instability of de Sitter Reissner-Nordstrom black hole in the 1/D expansion2016

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Tanabe
    • 雑誌名

      Classical and Quantum Gravity

      巻: 33 号: 12 ページ: 125016-125016

    • DOI

      10.1088/0264-9381/33/12/125016

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Hydro-elastic Complementarity in Black Branes at large D2016

    • 著者名/発表者名
      Roberto Emparan, Keisuke Izumi, Raimon Luna, Ryotaku Suzuki, Kentaro Tanabe
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 6 号: 6

    • DOI

      10.1007/jhep06(2016)117

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Energy extraction from Kerr black holes by rigidly rotating strings2016

    • 著者名/発表者名
      Shunichiro Kinoshita, Takahisa Igata, Kentaro Tanabe
    • 雑誌名

      Physics Review D

      巻: 94 号: 12 ページ: 124039-124039

    • DOI

      10.1103/physrevd.94.124039

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Black rings at large D2016

    • 著者名/発表者名
      K. Tanabe
    • 雑誌名

      JHEP

      巻: 1602 号: 2 ページ: 151-151

    • DOI

      10.1007/jhep02(2016)151

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Effective theory of Black Holes in the 1/D expansion2015

    • 著者名/発表者名
      Roberto Emparan, Tetsuya Shiromizu, Ryotaku Suzuki, Kentaro Tanabe, Takahiro Tanaka
    • 雑誌名

      JHEP

      巻: 1506 号: 6 ページ: 159-159

    • DOI

      10.1007/jhep06(2015)159

    • NAID

      120005749943

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Stationary black holes: Large D analysis2015

    • 著者名/発表者名
      R.Suzuki and K.Tanabe
    • 雑誌名

      JHEP

      巻: 1509 号: 9 ページ: 193-193

    • DOI

      10.1007/jhep09(2015)193

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Non-uniform black strings and the critical dimension in the 1/D expansion2015

    • 著者名/発表者名
      R.Suzuki and K.Tanabe
    • 雑誌名

      JHEP

      巻: 1510 号: 10 ページ: 107-107

    • DOI

      10.1007/jhep10(2015)107

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Evolution and endpoint of the black string instability: Large D solution2015

    • 著者名/発表者名
      R. Emparan, R. Suzuki and K. Tanabe
    • 雑誌名

      Physical Review Letter

      巻: 115 号: 9 ページ: 091102-091102

    • DOI

      10.1103/physrevlett.115.091102

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Quasinormal modes of (Anti-)de Sitter black holes in the 1/D expansion2015

    • 著者名/発表者名
      R.Emparan, R.Suzuki and K.Tanabe
    • 雑誌名

      JHEP

      巻: 未定

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Instability of rotating black holes: large D analysis2014

    • 著者名/発表者名
      R.Emparan, R.Suzuki and K.Tanabe
    • 雑誌名

      JHEP

      巻: 1406 号: 6 ページ: 106-106

    • DOI

      10.1007/jhep06(2014)106

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Decoupling and non-decoupling dynamics of large D black holes2014

    • 著者名/発表者名
      R.Emparan, R.Suzuki and K.Tanabe
    • 雑誌名

      JHEP

      巻: 1407 号: 7 ページ: 113-113

    • DOI

      10.1007/jhep07(2014)113

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Black rings in (A)dS2016

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Tanabe
    • 学会等名
      KMI mini-workshop on General relativity in higher dimensions -recent progress and future perspective-
    • 発表場所
      Nagoya University (愛知県 名古屋市)
    • 年月日
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Charged rotating black holes2016

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Tanabe
    • 学会等名
      Spanish-Portugeese Relativity meeting 2016
    • 発表場所
      Lisbon University (Portugal, Lisbon)
    • 年月日
      2016-09-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Charged rotating black holes2016

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Tanabe
    • 学会等名
      21st International Conference on General Relativity and Gravitation
    • 発表場所
      Columbia University (USA, New York)
    • 年月日
      2016-07-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高次元極限法による回転ブラックストリング解のGregory-Laflamme不安定性2016

    • 著者名/発表者名
      田邉 健太朗
    • 学会等名
      物理学会年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学 泉キャンパス(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Charged black holes at large D2016

    • 著者名/発表者名
      田邉 健太朗
    • 学会等名
      第17回 特異点 研究会
    • 発表場所
      慶應義塾大学 日吉キャンパス(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-01-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Evolution and endpoint of the black string instability: Large D solution2015

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Tanabe
    • 学会等名
      The 25th workshop on General Relativity and Gravitation in Japan
    • 発表場所
      京都大学基礎物理学研究所(京都府京都市)
    • 年月日
      2015-12-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Large D limit of General Relativity2015

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Tanabe
    • 学会等名
      Hot topics in General Relativity and Gravitation II
    • 発表場所
      Quy Nhon(Vietnam)
    • 年月日
      2015-08-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ブラックダンベル解2015

    • 著者名/発表者名
      田邉 健太朗
    • 学会等名
      第70回物理学会年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2015-03-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Horizon dynamics of large D BHs2015

    • 著者名/発表者名
      田邉 健太朗
    • 学会等名
      第16回特異点研究会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2015-01-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Large D black holes2014

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Tanabe
    • 学会等名
      Spanish Relativity meeting
    • 発表場所
      Valencia University, Spain
    • 年月日
      2014-09-01
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Instability of rotating black holes: large D analysis2014

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Tanabe
    • 学会等名
      Holographic vistas on Gravity and Strings
    • 発表場所
      京都大学基礎物理学研究所
    • 年月日
      2014-05-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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