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Unruh効果を用いた曲がった時空での場の量子論の検証

研究課題

研究課題/領域番号 16J01780
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)
研究機関東京大学

研究代表者

大下 翔誉  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2018年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2017年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2016年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード量子重力理論 / 重力波 / 場の量子論の検証 / 量子情報 / 量子宇宙論
研究実績の概要

重力場における量子論は、統一理論の構築のみならず、宇宙の起源や星の重力崩壊の解明においても極めて重要な役割を担うと考えられている。前年度までは、基礎的な問題として、曲がった時空での場の量子論の解明のために、Unruh効果という加速度系における粒子生成の理論的研究を行ない、その検証可能性まで議論を行ってきた。当該年度においては、強重力場における量子論の検証可能性に対して、重力波の観点からアプローチした。近年検出されたブラックホール連星合体からの重力波によって、量子重力の性質を知ることができるかを理論的に調べたのである。ブラックホール連星合体からの重力波の中でも、特にリングダウン重力波という「ブラックホール合体の十分後に緩和過程として現れる重力波」に注目した。そのリングダウン重力波には、ブラックホールの質量、角運動量とブラックホール地平面付近の境界条件だけで決まる固有振動数のみが含まれている。したがって、もし量子論的な効果で境界条件が修正を受けている場合、ブラックホールの固有振動数、つまりリングダウン重力波に影響が及んでいる可能性があるため、このリングダウン重力波の精細な観測には重要な意義がある。量子重力が効いてくるエネルギースケールで重力波の分散関係がずれている場合に、それがブラックホール合体からの重力波に無視できない規模で影響を及ぼすことを明らかにした。今後、重力波観測は益々精度を上げていくことが期待される。それとともに天体物理だけでなく、ブラックホールの量子論的な性質にも迫れる可能性を示唆したという意味で、本研究は極めて意義深いものである。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 1件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 11件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Perimeter Institute/University of Waterloo(カナダ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Tufts University(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Probing microstructure of black hole spacetimes with gravitational wave echoes2019

    • 著者名/発表者名
      Oshita Naritaka、Afshordi Niayesh
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 99 号: 4 ページ: 044002-044002

    • DOI

      10.1103/physrevd.99.044002

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Compact objects as the catalysts for vacuum decays2019

    • 著者名/発表者名
      Oshita Naritaka、Yamada Masaki、Yamaguchi Masahide
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 791 ページ: 149-155

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2019.02.032

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Creation of an inflationary universe out of a black hole2018

    • 著者名/発表者名
      Oshita Naritaka、Yokoyama Jun'ichi
    • 雑誌名

      Physics Letters B

      巻: 785 ページ: 197-200

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2018.08.018

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Creation of an inflationary universe out of black hole space-time2018

    • 著者名/発表者名
      Oshita Naritaka、Yokoyama Jun’ichi
    • 雑誌名

      International Journal of Modern Physics A

      巻: 33 号: 31 ページ: 1844005-1844005

    • DOI

      10.1142/s0217751x18440050

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The generalized second law of thermodynamics and cosmological decoherence2018

    • 著者名/発表者名
      Naritaka Oshita
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 97 号: 2

    • DOI

      10.1103/physrevd.97.023510

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Role of spacetime boundaries in Eisntein's other gravity2017

    • 著者名/発表者名
      Naritaka Oshita and Yi-Peng Wu
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 96 号: 4 ページ: 044042-044042

    • DOI

      10.1103/physrevd.96.044042

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The black hole information paradox and highly squeezed interior quantum fluctuations2017

    • 著者名/発表者名
      Naritaka Oshita
    • 雑誌名

      Classical and Quantum Gravity

      巻: 34 号: 19 ページ: 195002-195002

    • DOI

      10.1088/1361-6382/aa84e3

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unruh radiation produced by a uniformly accelerating charged particle in thermal random motions2017

    • 著者名/発表者名
      Naritaka Oshita, Kazuhiro Yamamoto, Sen Zhang
    • 雑誌名

      Second LeCosPA International Symposium. Everything about Gravity (2017)

      巻: - ページ: 584-589

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Quantum radiateon produced by the entanglement of quantum fields2017

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Iso, Naritaka Oshita, Rumi Tatsukawa, Kazuhiro Yamamoto, Sen Zhang
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 95 号: 2 ページ: 023512-023512

    • DOI

      10.1103/physrevd.95.023512

    • 関連する報告書
      2016 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] Entropic interpretation of the Hawking-Moss bounce2016

    • 著者名/発表者名
      Naritaka Oshita, Jun’ichi Yokoyama
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 051E02 号: 5 ページ: 051E02-051E02

    • DOI

      10.1093/ptep/ptw053

    • 関連する報告書
      2016 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] Rotating quantum black holes and ringdown gravitational waves2019

    • 著者名/発表者名
      Oshita Naritaka
    • 学会等名
      Accelerating Universe in the Dark
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Inflationary universes born out of the highly inhomogeneous initial condition2018

    • 著者名/発表者名
      Oshita Naritaka
    • 学会等名
      COSMO18
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 非一様時空からの宇宙創生とインフレーション宇宙の初期条件問題2018

    • 著者名/発表者名
      大下 翔誉
    • 学会等名
      日本物理学会秋大会 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Probing microscopic structure of spacetime with ringdown gravitational waves2018

    • 著者名/発表者名
      Naritaka Oshita
    • 学会等名
      YKIS2018a Symposium General Relativity -The Next Generation-
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Spontaneous creation of an inflationary universe out of a black hole2017

    • 著者名/発表者名
      Naritaka Oshita
    • 学会等名
      COSPA-17
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Probing atoms of spacetime with ringdown gravitational waves from a perturbed black hole2017

    • 著者名/発表者名
      Naritaka Oshita
    • 学会等名
      JGRG 27
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Stochastic inflation and the second law of thermodynamics2017

    • 著者名/発表者名
      Naritaka Oshita
    • 学会等名
      RESCEU summer school 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Creation of an inflationary universe out of an evaporating black hole2017

    • 著者名/発表者名
      Naritaka Oshita
    • 学会等名
      NCTS Workshop on Dark Matter, Particles and Cosmos
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The birth of an inflationary universe in the ultimate fate of an evaporating black hole2017

    • 著者名/発表者名
      Naritaka Oshita
    • 学会等名
      COSMO-17
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Firewall paradox and decoherence inside a black hole2016

    • 著者名/発表者名
      Naritaka Oshita
    • 学会等名
      JGRG26
    • 発表場所
      大阪市立大学 (大阪府 大阪市)
    • 年月日
      2016-10-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hawking-Mossインスタントンのエントロピー的解釈2016

    • 著者名/発表者名
      大下翔誉
    • 学会等名
      日本物理学会2016年秋季大会
    • 発表場所
      宮崎大学(宮崎県 宮崎市)
    • 年月日
      2016-09-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Correspondence between the decoherence of infalling Hawking particles and quantum fluctuations during inflation2016

    • 著者名/発表者名
      Naritaka Oshita
    • 学会等名
      APcosPA-Planet2 RESCEU summer school
    • 発表場所
      臥龍の郷(岐阜県 高山市)
    • 年月日
      2016-08-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A baby universe from a black hole2016

    • 著者名/発表者名
      Naritaka Oshita
    • 学会等名
      COSMO16
    • 発表場所
      Michigan, America
    • 年月日
      2016-08-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] インフレーション機構によるブラックホールの情報喪失問題の解決2016

    • 著者名/発表者名
      大下翔誉
    • 学会等名
      第46回天文・天体物理若手夏の学校
    • 発表場所
      ホテル圓山荘 (長野県 千曲市)
    • 年月日
      2016-07-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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