超弦理論の宇宙論による検証

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13135208
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 細谷 暁夫 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (80028258)
• 研究分担者: 野尻 伸一 防衛大学校, 応用物理学科, 助教授 ; 石原 秀樹 大阪市立大学, 理学部, 教授 (80183739) ; 菅本 晶夫 お茶の水女子大学, 理学部, 教授 (70132686) ; 伊藤 克司 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (60221769) ; 白水 徹也 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (10282716)
• キーワード: 超弦理論 / 膜理論 / ブラックホール / 宇宙論 / 量子異常

研究概要

細谷は、ブラックホール時空における量子的な思考実験を行うことを想定し、観測の後に測定器をブラックホールに放り込む場合の一般化された第二法則を調べた。それによれば、ブラックホール固有のエントロピーと通常の熱力学的エントロピーの和として定義される一般化されたエントロピーの増分は、測定器を放り込まなければ得られたであろう情報量以上である。裸の特異点からの放射を1+1次元の場の理論で計算した。考えているのは、境界条件がノイマン条件からディレクレ条件に突然変化する場合で、thunderboltという無限大のエネルギー密度の量子が光速で境界から発せられることが示されている。菅本は瀬尾と共に、昔風双対変換をD-braneを含むsuperstring理論へ適用し、また野尻とは膨張宇宙論へのBrane world理論を応用した。野尻はbrane worldのシナリオについて作用に曲率の高次の項が現れた場合や、カシミア効果などの量子補正、また熱力学における対数補正を加えた場合など、さまざまな補正を加えた場合の補正について、調べた。石原はブレイン宇宙論の枠組みで、一様等方なビッグバン宇宙モデルの大域的構造を研究し、宇宙の初期特異点は標準モデルでは空間的になるが、ブレインモデルでは点的になることを示した。また、平坦および開いた空間の宇宙モデルでは光的な特異点が現れることが明らかになった。伊藤は超重力理論の様々なブレイン解のペンローズ極限について系統的に研究を行い、ペンローズ極限における弦理論の可解性に付いて調べた。その結果、(p, q)5ブレイン解で弦の運動方程式が解ける新しい例を発見した。白水は超紐理論の進展によって登場した新しいブレーン宇宙論の基礎的な研究を行い、バルク時空を近似的に解く方法を定式化し、ブレーンの上の有効理論を導出するのに成功した。これによって宇宙論、ブラックホールへの考察への展望が見えるようになってきた。綿引はゲージ理論と行列模型との関係で咋年の後半からクローズアップされてきたDijktgaaf-Vafaによる問題について研究を行い、もう一つ多く時間を付け加える弦理論値ついて、その理論が持つ対称性および、量子論についての研究も行った。

研究成果

• [文献書誌] A.Hosoya, A.Carlini: "Quantum entropy bound by information in black hole spacetime"Physical Review. D66. 104011 (2002)
• [文献書誌] Akihiro Ishibashi, Akio Hosoya: "Naked singularity and a thunderbolt"Physical Review. D66. 104016 (2002)
• [文献書誌] Rika Endo, Koichi Seo, Akio Sugamoto: "Old fashioned duality for D-brane and string"Grav.Cosmol.. 8. 56-64 (2002)
• [文献書誌] Katsushi Ito, Hiroshi Kunitomo: "Hybrid Superstrings on Singular Calabi-Yau fourfolds"Physics Letters. B536. 327 (2002)
• [文献書誌] Takeo Araki, Katsushi Ito: "On the Moduli Space of Noncommutative Multi-solitons at Finite theta"Physics Letters. B549. 204 (2002)
• [文献書誌] Shin'ichi Nojiri, Sergei D.Odintsov: "(ANTI-) DE SITTER BLACK HOLES IN HIGHER DERIVATIVE GRAVITY AND DUAL CONFORMAL FIELD THEORIES"Physical Review. D66. 044016 (2002)
• [文献書誌] Shin'ichi Nojiri, Sergei D.Odintsov: "ENTROPY BOUNDS AND CARDY-VERLINDE FORMULA IN YANG-MILLS THEORY"Physics Letter. B540. 167-172 (2002)
• [文献書誌] James E.Lidsey, Shin'ichi Nojiri, Sergei D.Odintsov, Sachiko Ogushi: "THE ADS/CFT CORRESPONDENCE AND LOGARITHMIC CORRECTIONS TO BRANE WORLD COSMOLOGY AND THE CARDY-VERLINDE FORMULA"Physics Letter. B544. 337-345 (2002)
• [文献書誌] Shin'ichi Nojiri, Sergei D.Odintsov: "NEWTON POTENTIAL IN DESITTER BRANE WORLD"Physics Letter. B548. 215-223 (2002)
• [文献書誌] Shin'ichi Nojiri, Sergei D.Odintsov, Akio Sugamoto: "Stabilization and radion in de Sitter brane world"Mod.Phys.Lett.. A17. 1269-1276 (2002)
• [文献書誌] Shin'ichi Nojiri, Sergei D.Odintsov, Sachiko Ogushi: "FRIEDMANN-ROBERTSON-WALKER BRANE COSMOLOGICAL EQUATIONS FROM THE FIVE-DIMENSIONAL BULK (A)DS BLACK HOLE"Int.J.Mod.Phys.. A17. 4809-4870 (2002)
• [文献書誌] G.W.Gibbons, D.Ida, T.Shiromizu: "Uniqueness of (dilatonic) charged black holes and black p-branes in higher dimensions"Physical Review. D66. 044010 (2002)
• [文献書誌] T.Shiromizu, K.Koyama: "Low energy effective theory for two branes system"Physical Review. D(in press). (2003)
• [文献書誌] A.M.Ghezelbash, D.Ida, R.B.Mann, T.Shiromizu: "Slicing and brane dependence of (a)dS/CFT correspondence"Physics Letter. B535. 315-320 (2002)
• [文献書誌] T.Torii, T.Shiromizu: "Cosmological constant, dilaton field and Frued-Rubin compactification"Physics Letter. B551. 161-165 (2003)
• [文献書誌] Hideki Ishihara: "BIG BANG OF THE BRANE UNIVERSE"Physical Review. D66. 023513 (2002)
• [文献書誌] Masaru Siino: "TOPOLOGICAL DERIVATION OF BLACK HOLE ENTROPY BY ANALOGY WITH A CHAIN POLYMER"Physical Review. D66. 104006 (2002)