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2015 年度 実施状況報告書

ブラックホール時空における波動光学効果とその観測的検証

研究課題

研究課題/領域番号 15K05073
研究機関名古屋大学

研究代表者

南部 保貞  名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (40212112)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワードブラックホール / 波動光学 / 重力レンズ
研究実績の概要

ブラックホール時空上における波動光学の整備を行った.ブラックホール時空上での Green 関数に対する部分波展開式を出発点とし,ブラックホー ル近傍に位置する波源から放出される波に対する散乱公式の導出を短波長領域において行なった.重力レ ンズ系としての散乱問題を定式化するために,位相のずれを用いた標準的な散乱問題の扱いを多少拡張する必要がある.まず,観測点における波として入射波と散乱波の2つの重ね合わせを考える必要がある. また,短波長極限(アイコナール極限)にて重力レンズ方程式(測地線方程式に対応)を再現するために,散乱波の位相の観測点における漸近形を標準的な散乱理論の取扱いに比べて1次高い精度まで(O(1/r) まで) 取り入れておく必要がある,ブラックホール時空固有の性質である光の不安定円軌道の存在は,散乱行列 の複素角運動量平面上での極として現れる(Regge pole).散乱波に対するその寄与は,留数計算を用い る事で評価できる.目標は観測点における波動関数を与える公式の導出である.球対称シュバルツシルト時空に対するこれらの評価は完成し,アイコナール極限における重力 レンズ方程式の導出,観測点における波の表式および周波数スペクトルを得ることに成功している.

その発展として回転パラメーターの値が小さい場合のKerr時空に対する解析を実行し,散乱公式(波動関数)の導出,波動光学象の再構築,周波数空間におけるうなりの評価を行い,論文にまとめる作業に取り掛かっている.

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

研究計画通りに進行している.

今後の研究の推進方策

現在のところ,研究計画で立案したスケジュール,内容通りに勧める予定である.
今年度は特に,Kerr時空上での波動の数値シミュレーションにも取りかかる.

次年度使用額が生じた理由

旅費等で吸収できなかった少額分を次年度に繰り越した.

次年度使用額の使用計画

本年度分の旅費あるいは消耗品に用いる.

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Wave optics in black hole spacetimes: the Schwarzschild case2016

    • 著者名/発表者名
      Yasusada Nambu and Sosuke Noda
    • 雑誌名

      Class. Quantum Grav.

      巻: 33 ページ: 075011

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Spherical polytropic balls cannot minic black hole2016

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Saida, Atuhito Fujisama, Chul-moon Yoo, Yasusada Nambu
    • 雑誌名

      Prog. Theor. and Exper. Phys,

      巻: ? ページ: ?

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Maximu mass of a barotropic sphericall star2015

    • 著者名/発表者名
      Atuhito Fujisama,, Hiromi Saida, Chul-moon Yoo, Yasusada Nambu
    • 雑誌名

      Class. Quantum Grav.

      巻: 32 ページ: 215028

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Kerr時空上の波動光学とパワースペクトルにおけるうなり2016

    • 著者名/発表者名
      Sousuke Noda and Yasusada Nambu
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      東北学院大学
    • 年月日
      2016-03-19
  • [学会発表] Wave optics in the Kerr spacetime and black hole shadows2015

    • 著者名/発表者名
      Sousuke Noda and Yasusada Nambu
    • 学会等名
      JGRG25
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2015-12-07
    • 国際学会
  • [学会発表] Kerr時空上の波動光学とブラックホールシャドー2015

    • 著者名/発表者名
      Sousuke Noda and Yasusada Nambu
    • 学会等名
      日本物理学会
    • 発表場所
      大阪市立大学
    • 年月日
      2015-09-26
  • [学会発表] Wave optics in the Kerr spacetime and black hole shadows2015

    • 著者名/発表者名
      Sousuke Noda and Yasusada Nambu
    • 学会等名
      Hot topics in general relativity and gravitation
    • 発表場所
      Quy Nhon, Vietnam
    • 年月日
      2015-08-12
    • 国際学会

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公開日: 2017-01-06  

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