研究課題/領域番号 |
21K13930
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研究種目 |
若手研究
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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
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研究機関 | 京都大学 (2022) 国立研究開発法人理化学研究所 (2021) |
研究代表者 |
後藤 郁夏人 京都大学, 基礎物理学研究所, 特別研究員(CPD) (50845823)
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研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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キーワード | 量子重力 / ブラックホール / ホログラフィー原理 |
研究開始時の研究の概要 |
本研究の目的はブラックホールの情報問題の理解に関する近年の進展を手がかりとしながら、量子重力において時空の幾何学が如何にして量子論的自由度から量子力学の基本性質と矛盾しない形で立ち現れるのかを理解することである。蒸発するブラックホール内部の情報を外部に運び出すHawking放射の密度行列を決定し、その情報からブラックホール内部の量子状態を解析する。特にHawking放射の量子論的自由度から創発するブラックホール内部の時空の性質がいかに量子論の基本的性質と両立を果たしているか研究し、ブラックホールの情報問題が問いかける量子重力の大きな謎の理解を目指す。
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研究実績の概要 |
本研究は蒸発するブラックホール内部の時空がHawking放射のミクロな自由度から量子論の性質と矛盾しない形でどのように創発するのかとい う疑問に答えるこ とを目標とする。近年の研究の進展により蒸発するブラックホー ルの内部の情報はHawking放射によってブラックホール外部に持ち出され、ブラックホールは量 子論の基本的性質であるユニタリ性と整合的に 時間発展することが分かった。Hawking放射がブラックホール外部に情報を持ち出すメカニズムは重力の経路積分 に現れるワームホール時空の構造に根ざしたものであると期待されている。 前年度はブラックホールホールの情報回復を量子重力のミクロスコピックなメカニズムとして理解する手がかりとして、上記のような重力の経路積分に現れるワームホール時空が如何に量子重力のミクロな自由度から現れるか、SYK模型を用いて研究した。 今年度は、ホログラフィックに量子重力を記述する2次元共形場理論においてさまざまな空間上で定義された系、またさまざまな空間依存性をもった量子クエンチを与えた系を考え、そのエンタングルメントのダイナミクスの有効理論を与えるラインテンション描像において時空のワームホール構造が如何に現れるか追求した。結果、先行研究を大いに一般化することができ、時空がコンパクトな場合、メビウスクエンチと呼ばれる量子クエンチを与えた場合、射影測定を与えた場合に対応するラインテンション描像およびワームホールに対応する構造を特定することができた。
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現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
理由 当初の予定では量子重力をホログラフィックに記述する共形場理論を用いて、重力の経路積分に現れるワームホール時空が量子重力のミクロな自由度とどのように関わっているかを解析する予定であった。研究の進展に伴い、本年度はそのような共形場理論のエンタングルメントダイナミクスを有効的に記述するラインテンション描像に基づいて、ワームホール時空の創発について追求することになった。結果、先行研究の結果を追いに一般化することができ、ラインテンション描像の一般性、及びそこに生じるワームホール時空構造の創発を見出すことができた。
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今後の研究の推進方策 |
本年度はインテンション描像に基づいて、ワームホール時空の創発について追求した。今後は重力の経路積分に現れるワームホール時空が量子重力のミクロな自由度とどのように関わっているかをより詳細に調べ、蒸発するブラックホールから放出されるHawking放射の密度行列の構造を決定することを目指す。
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