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高次元極限を用いた高次元重力理論におけるブラックホールダイナミクスの理論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K13541
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分15010:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する理論
研究機関豊田工業大学 (2021-2023)
大阪市立大学 (2018-2020)

研究代表者

鈴木 良拓  豊田工業大学, 工学(系)研究科(研究院), ポストドクトラル研究員 (90711490)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードブラックホール / 一般相対論 / 高次元時空 / 高次元極限 / 修正重力理論 / 高次元重力理論 / Ricci flow / Gauss-Bonnet重力理論 / AdS/CFT対応 / ブラックホール相互作用 / エントロピー / 非軸対称定常解 / トポロジー転移 / リッチフロー
研究成果の概要

時空次元が大きいとして近似する高次元極限を用いて、高次元重力理論におけるブラックホールの非線形ダイナミクスを理論的に解明した。時空次元が5以上の高次元時空では、ブラックホールは4次元時空においては存在しない球面以外の形状や不安定性、それに付随する非線形ダイナミクスなど、豊かな物理を持つが、4次元における従来の手法を用いることができないため、対称性の高い場合を除いて解析は困難であった。高次元極限では、対称性の有無に関わらず重力の方程式が劇的に簡略化するため、本手法を用いて、様々な対称性の低いブラックホールや、非線形ダイナミクスを、高度な数値計算を用いることなく理論的に解明した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

量子重力理論の候補である超弦理論が予言する高次元時空の存在は未だ検証されていない。そこで、理論的に時空のダイナミクスを解明することとで、超弦理論や量子重力理論の解明に寄与することが期待される。本研究では、高次元極限を用いた手法が、高次元時空において理論や形状を問わず様々なブラックホールのダイナミクスに対し幅広く適用できることがわかった。今後、修正重力理論などより一般的な理論の解析に本手法を応用することで、高次元ブラックホール研究がより一層進展することが期待される。

報告書

(7件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (58件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (23件) (うち国際共著 7件、 査読あり 18件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 10件、 招待講演 11件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] バルセロナ大学/バレンシア大学(スペイン)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] パリ工科大, エコール・ポリテクニーク(フランス)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] バルセロナ大学(スペイン)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] New construction of a charged dipole black ring by the Harrison transformation2024

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Ryotaku、Tomizawa Shinya
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 109 号: 8 ページ: 084020-084020

    • DOI

      10.1103/physrevd.109.084020

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamics of Myers-Perry black holes with almost equal angular momenta in odd dimensions2023

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Ryotaku、Tomizawa Shinya
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2023 号: 10 ページ: 166-166

    • DOI

      10.1007/jhep10(2023)166

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Existence conditions of nonsingular dyonic black holes in nonlinear electrodynamics2023

    • 著者名/発表者名
      Ren Tsuda, Ryotaku Suzuki, Shinya Tomizawa
    • 雑誌名

      e-Print

      巻: 2308.02146

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Causality of photon propagation under dominant energy condition in nonlinear electrodynamics2023

    • 著者名/発表者名
      Tomizawa Shinya、Suzuki Ryotaku
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 108 号: 12 ページ: 124072-124072

    • DOI

      10.1103/physrevd.108.124072

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Capped Black Hole in Five Dimensions2023

    • 著者名/発表者名
      Ryotaku Suzuki, Shinya Tomizawa
    • 雑誌名

      e-Print

      巻: 2311.11653

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Static equilibrium of multi-black holes in expanding bubbles in five dimensions2023

    • 著者名/発表者名
      Shinya Tomizawa, Ryotaku Suzuki
    • 雑誌名

      e-Print

      巻: 2403.16723

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Solution Generation of a Capped Black Hole2023

    • 著者名/発表者名
      Ryotaku Suzuki, Shinya Tomizawa
    • 雑誌名

      e-Print

      巻: 2403.17796

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Innermost stable circular orbits around a spinning black hole binary2023

    • 著者名/発表者名
      Eiki Kagohashi, Ryotaku Suzuki, Shinya Tomizawa
    • 雑誌名

      e-Print

      巻: 2403.18533

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Phase and stability of black strings in Einstein-Gauss-Bonnet theory at large D2023

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Ryotaku、Tomizawa Shinya
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2023 号: 2

    • DOI

      10.1007/jhep02(2023)101

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Holographic duals of evaporating black holes2023

    • 著者名/発表者名
      Roberto Emparan, Raimon Luna, Ryotaku Suzuki, Marija Tomasevic, Benson Way
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2023

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Particle motions around regular black holes2023

    • 著者名/発表者名
      Isomura Kenshin、Suzuki Ryotaku、Tomizawa Shinya
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 107 号: 8

    • DOI

      10.1103/physrevd.107.084003

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Acoustic black and white holes of potential flow in a tube2023

    • 著者名/発表者名
      Tsuda Ren、Tomizawa Shinya、Suzuki Ryotaku
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 107 号: 10

    • DOI

      10.1103/physrevd.107.104020

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stable bound orbits around static Einstein-Gauss-Bonnet black holes2022

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Ryotaku、Tomizawa Shinya
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 105 号: 12

    • DOI

      10.1103/physrevd.105.124033

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Einstein-Gauss-Bonnet black strings at large α2022

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Ryotaku、Tomizawa Shinya
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2022 号: 9

    • DOI

      10.1007/jhep09(2022)135

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Black lens in a bubble of nothing2022

    • 著者名/発表者名
      Tomizawa Shinya、Suzuki Ryotaku
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 106 号: 12

    • DOI

      10.1103/physrevd.106.124029

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The large D effective theory of black strings in AdS2022

    • 著者名/発表者名
      Licht David、Suzuki Ryotaku、Way Benson
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2022 号: 12

    • DOI

      10.1007/jhep12(2022)146

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Black Tsunamis and Naked Singularities in AdS2022

    • 著者名/発表者名
      Roberto Emparan, David Licht, Ryotaku Suzuki, Marija Tomasevic and Benson Way,
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 02 号: 2 ページ: 1-28

    • DOI

      10.1007/jhep02(2022)090

    • 関連する報告書
      2021 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] Lattice Black Branes at Large D2022

    • 著者名/発表者名
      David Licht, Raimon Luna and Ryotaku Suzuki
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 04 号: 4 ページ: 1-23

    • DOI

      10.1007/jhep04(2022)063

    • 関連する報告書
      2021 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] Squashed black holes at large D2021

    • 著者名/発表者名
      Ryotaku Suzuki, Shinya Tomizawa
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2021 号: 12 ページ: 194-194

    • DOI

      10.1007/jhep12(2021)194

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Black hole interactions at large D: brane blobology2021

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Ryotaku
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2021 号: 2 ページ: 1-39

    • DOI

      10.1007/jhep02(2021)131

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Entropy production and entropic attractors in black hole fusion and fission2020

    • 著者名/発表者名
      Andrade Tom?s、Emparan Roberto、Jansen Aron、Licht David、Luna Raimon、Suzuki Ryotaku
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2020 号: 8 ページ: 1-41

    • DOI

      10.1007/jhep08(2020)098

    • 関連する報告書
      2020 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] Black ripples, flowers and dumbbells at large D2020

    • 著者名/発表者名
      Licht David、Luna Raimon、Suzuki Ryotaku
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2020 号: 4 ページ: 1-50

    • DOI

      10.1007/jhep04(2020)108

    • 関連する報告書
      2019 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] Topology-changing horizons at large D as Ricci flows2019

    • 著者名/発表者名
      Emparan Roberto、Suzuki Ryotaku
    • 雑誌名

      Journal of High Energy Physics

      巻: 2019 号: 7 ページ: 1-34

    • DOI

      10.1007/jhep07(2019)094

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Capped Black Hole in Five Dimensions2024

    • 著者名/発表者名
      鈴木良拓, 富沢真也
    • 学会等名
      「一般相対論と幾何」研究会, 名古屋大学, 2024年2月8-9日
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Capped Black Hole in Five Dimensions2024

    • 著者名/発表者名
      鈴木良拓, 富沢真也
    • 学会等名
      「時空と重力」研究会, 大阪工業大学, 2024年3月4-5日
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Capped Black Hole II: non-uniqueness of spherical black holes2024

    • 著者名/発表者名
      鈴木良拓, 富沢真也
    • 学会等名
      日本物理学会 2024年春季大会, オンライン, 2024年3月18-21日
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Dynamics of Myers-Perry black holes with almost equal angular momenta at large D2023

    • 著者名/発表者名
      鈴木良拓, 富沢真也
    • 学会等名
      第24回特異点研究会, 日本大学, 2023年8月30日-9月1日
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Dynamics of Myers-Perry black holes with nearly equal angular momenta at large D2023

    • 著者名/発表者名
      鈴木良拓, 富沢真也
    • 学会等名
      日本物理学会 第78回年次大会, 東北大学, 2023年9月16-19日
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Spherical black holes with nontrivial domain of outer communication in D=5 minimal supergravity2023

    • 著者名/発表者名
      Ryotaku Suzuki, Shinya Tomizawa
    • 学会等名
      The 32nd Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan(JGRG32), Nagoya University, Japan, 27 Nov-1 Dec 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Holographic dual of evaporating black holes2023

    • 著者名/発表者名
      Ryotaku Suzuki, Roberto Emparan, Raimon Luna , Marija Tomasevic, Benson Way
    • 学会等名
      セミナー, 名古屋大学,
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Einstein-Gauss-Bonnet Black holes at large D2023

    • 著者名/発表者名
      Ryotaku Suzuki, Shinya Tomizawa
    • 学会等名
      6th international conference on Holography, String Theory and Spacetime, Da Nang, Vietnum
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Phase and stability of Einstein-Gauss-Bonnet black strings at large D2023

    • 著者名/発表者名
      Ryotaku Suzuki, Shinya Tomizawa
    • 学会等名
      日本物理学会 2023年春季大会, オンライン
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Stable bound orbits around Einstein-Gauss-Bonnet black holes2022

    • 著者名/発表者名
      Ryotaku Suzuki, Shinya Tomizawa
    • 学会等名
      23nd International Conference on General Relativity and Gravitation (GR23), Beijing, China
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Large coupling limit in Einstein-Gauss-Bonnet theory2022

    • 著者名/発表者名
      Ryotaku Suzuki, Shinya Tomizawa
    • 学会等名
      Fundamental aspects of gravity, Imperial College London, UK
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Stable bound orbits around static Einstein-Gauss-Bonnet black holes2022

    • 著者名/発表者名
      Ryotaku Suzuki, Shinya Tomizawa
    • 学会等名
      日本物理学会 2022年秋季大会, 岡山理科大
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Rotating black holes at large D in Einstein-Gauss-Bonnet theory2022

    • 著者名/発表者名
      Ryotaku Suzuki, Shinya Tomizawa
    • 学会等名
      日本物理学会 2022年秋季大会, 岡山理科大
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Rotating black holes at large D in Einstein-Gauss-Bonnet theory2022

    • 著者名/発表者名
      Ryotaku Suzuki, Shinya Tomizawa
    • 学会等名
      JGRG31, The University of Tokyo
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高次元ブラックホール研究の最近の進展について -高次元極限法による解析的アプローチの発展-2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木良拓
    • 学会等名
      第35回理論懇シンポジウム, コラッセふくしま, 福島
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Gauss-Bonnet black strings at large D2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木良拓, 富沢真也
    • 学会等名
      第23回特異点研究会, イールーム名駅前A, 名古屋
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Squashed black holes at large D2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木良拓
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Topology-changing horizons at large D as Ricci flow2022

    • 著者名/発表者名
      鈴木良拓
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Phase and Stabilities of AdS black strings at large D2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木良拓
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 高次元有効理論におけるブロブ近似2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木良拓
    • 学会等名
      ブラックホール研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Squashed black holes at large D2021

    • 著者名/発表者名
      Ryotaku Suzuki
    • 学会等名
      Japan Gravitation and General Relativity meeting
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Black Ripples, Dumbbells and Flowers at large D2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木良拓
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Brane blobology in large D effective theory2020

    • 著者名/発表者名
      Ryotaku Suzuki
    • 学会等名
      online JGRG
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Large D limit of General Relativity: Near-boundary structure and Ricci flow2020

    • 著者名/発表者名
      Ryotaku Suzuki
    • 学会等名
      Seminar, CENTRA, Lisbon
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Topology-changing horizons at large D as Ricci flow2019

    • 著者名/発表者名
      Ryotaku Suzuki
    • 学会等名
      Large D and holography workshop, University of Utrecht, Dutch
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Merging horions at large D2019

    • 著者名/発表者名
      Ryotaku Suzuki
    • 学会等名
      22nd International Conference on General Relativity and Gravitation (GR22), Valencia, Spain
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Topology-changing horizons at large D as Ricci flows2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木良拓
    • 学会等名
      日本物理学会、秋季大会、山形大学
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Topology-changing horizons at large D as Ricci flows2019

    • 著者名/発表者名
      Ryotaku Suzuki
    • 学会等名
      多弦セミナー、名古屋大学
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Bumpy Black holes, Black Flowers and Black Dumbbells2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木良拓
    • 学会等名
      特異点研究会、秋田大学
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Large D limit of Conifold horizons2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木良拓
    • 学会等名
      第20回特異点研究会、九州大学
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 研究者ホームページ

    • URL

      http://sryotaku.web.fc2.com

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考] Ryotaku's page

    • URL

      http://sryotaku.web.fc2.com

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2025-01-30  

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