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弦理論・量子重力理論に現れる超光速伝搬の解析

研究課題

研究課題/領域番号 17K14281
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関名古屋大学

研究代表者

泉 圭介  名古屋大学, 素粒子宇宙起源研究所, 助教 (90554501)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード因果構造 / 時間発展のユニタリ性 / 重力理論 / 宇宙物理
研究成果の概要

本研究では、量子重力理論の理解に向けて、古典因果構造とその量子的対応物であるユニタリ性を調べた。
古典的研究では、静的時空でのみ定義される光球面の概念を動的時空に拡張し、その面積に上限があることを示した。また、拡張された光球面に対してフープ仮説が成立することを、具体例で見た。
量子的研究では、ユニタリ性と繰り込み可能性の関係性についての研究を行った。この関係性については、高階微分理論がその反例になっていることが知られている。本研究では、S行列ユニタリ性という概念を導入し、それと繰り込み可能性が関連するという新たな仮説を立て、高階微分理論でも新たな仮説であれば成り立つことを具体例で示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

古典的研究で扱った光球面は、ブラックホールの影の観測で見ている対象である。それを深く理解することで、重力理論の検証を精密に行うことができるようになった。
一方、ユニタリ性や繰り込み可能性は、量子重力理論を構築する際に克服するべき重要な問題点である。本研究は、その間の関係性を見出し、量子重力理論の理解につながる結果を得た。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 12件、 招待講演 10件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Transversely trapping surfaces: Dynamical version2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshino Hirotaka、Izumi Keisuke、Shiromizu Tetsuya、Tomikawa Yoshimune
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2020 号: 2

    • DOI

      10.1093/ptep/ptz161

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Formation of dynamically transversely trapping surfaces and the stretched hoop conjecture2020

    • 著者名/発表者名
      Hirotaka Yoshino, Keisuke Izumi, Tetsuya Shiromizu, Yoshimune Tomikawa
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] S-matrix unitarity and renormalizability in higher-derivative theories2019

    • 著者名/発表者名
      Abe Yugo、Inami Takeo、Izumi Keisuke、Kitamura Tomotaka、Noumi Toshifumi
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2019 号: 8 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1093/ptep/ptz084

    • NAID

      120006813352

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Divergence equations and uniqueness theorem of static black holes2018

    • 著者名/発表者名
      M. Nozawa, T. Shiromizu, K. Izumi, S. Yamada
    • 雑誌名

      Class. Quant. Grav.

      巻: 35 号: 17 ページ: 175009-175009

    • DOI

      10.1088/1361-6382/aad206

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Matter scattering in quadratic gravity and unitarity2018

    • 著者名/発表者名
      Abe Yugo、Inami Takeo、Izumi Keisuke、Kitamura Tomotaka
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: Volume 2018, Issue 3 号: 3

    • DOI

      10.1093/ptep/pty010

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Extension of photon surfaces and their area: Static and stationary spacetimes2017

    • 著者名/発表者名
      H.Yoshino, K.Izumi, T.Shiromizu and Y.Tomikawa
    • 雑誌名

      PTEP

      巻: 2017 号: 6

    • DOI

      10.1093/ptep/ptx072

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Causal structures in Gauss-Bonnet gravity2020

    • 著者名/発表者名
      泉 圭介
    • 学会等名
      Miyazaki Workshop on Particle Physics and Cosmology in 2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Causal structures in Gauss-Bonnet gravity2020

    • 著者名/発表者名
      泉 圭介
    • 学会等名
      4th Korea-Japan bilateral workshop on String axion cosmology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Causal structures in Gauss-Bonnet gravity2019

    • 著者名/発表者名
      泉 圭介
    • 学会等名
      the APCTP workshop of Gravity, Strings and QM Matter
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Invertible eld transformations with derivatives: necessary and sufficient con- ditions2019

    • 著者名/発表者名
      泉 圭介
    • 学会等名
      3rd Korea-Japan bilateral workshop on String axion cosmology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Penrose inequality" for photon surface2019

    • 著者名/発表者名
      泉 圭介
    • 学会等名
      Mini-workshop \Black holes and neutron stars imagination and reality"
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] S-matrix Unitarity and Renormalizability2019

    • 著者名/発表者名
      泉 圭介
    • 学会等名
      VAST physics seminar
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] S-matrix Unitarity and Renormalizability2019

    • 著者名/発表者名
      泉 圭介
    • 学会等名
      “ 1-day Workshop on Quantum Gravity ”
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Locality and Causality2019

    • 著者名/発表者名
      泉 圭介
    • 学会等名
      The 2nd Korea-Japan bilateral workshop on String Axion Cosmology
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] On uniqueness of static black hole in Einstein-conformal scalar2018

    • 著者名/発表者名
      泉 圭介
    • 学会等名
      Korea-Japan bilateral workshop on String axion cosmology
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Loosely trapped surface2018

    • 著者名/発表者名
      泉 圭介
    • 学会等名
      Korea-Japan bilateral workshop on String axion cosmology
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] S-matrix unitarity and renormalizability2018

    • 著者名/発表者名
      泉 圭介
    • 学会等名
      Essential next steps for gravity and cosmology
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] S-matrix Unitarity and Renormalizability in Higher Derivative Theories2018

    • 著者名/発表者名
      泉 圭介
    • 学会等名
      The 28th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan - JGRG28
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 因果構造解析2017

    • 著者名/発表者名
      泉 圭介
    • 学会等名
      相対論宇宙論 東北研究会 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Loosely trapped surface2017

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Izumi
    • 学会等名
      Third LeCosPA International Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] 数理科学 2017年8月号 No.650 特集:「相対論的思考法のすすめ」2017

    • 著者名/発表者名
      早田次郎、野海俊文、泉圭介、関口雄一郎、西岡辰磨、山本直希、樫山和己、多々良源、泉正己、鈴木増雄、谷村省吾
    • 総ページ数
      100
    • 出版者
      株式会社 サイエンス社
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] Keisuke Izumi

    • URL

      http://www.math.nagoya-u.ac.jp/~izumi/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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