余剰次元の検証へ向けての強重力現象の理論的な研究

验证额外维度的强引力现象理论研究

基本信息

批准号：
11J02182
负责人：
木村匡志
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

1. 地平面を持たない時空まわりにおける高速粒子衝突Banados, Silk, West (BSW)により提唱された回転ブラックホール周りにおける高速粒子衝突(BSWプロセス)は原理的には任意のエネルギーの衝突エネルギーを得ることが可能であるため未知の物理法則を探る手がかりとして重要である. オリジナルのBSWプロセスにおいては, 粒子自信の自己重力の効果が考慮されていないという問題があったが, 我々の先行研究においてもし自己重力の効果を取り入れたとすると, 衝突エネルギーを下げる方向へと働き, 衝突エネルギーは任意には大きくならない, ということが示されていた。しかし本研究では, 時空がブラックホールではない, つまり地平面を持たない場合においては, 特殊な状況を考えれば, 自己重力の効果を考慮したとしても, 衝突エネルギーは任意に大きくなりえるという結果が示された。2. 高次元ブラックホール周りにおける高速粒子衝突本研究では高次元ブラックホールまわりにおけるBSWプロセスについて議論を行った. 4次元時空においては高速回転ブラックホールの最内安定円軌道を運動する粒子と他の自由落下する粒子の衝突を考えたとしても高速粒子衝突は起きることが示されており, BSWプロセスの存在と密接に対応していると考えられていた. 一方, 高次元ブラックホールにおいては安定円軌道は存在しないと考えられてるので, この対応が正しいとすると, 高次元時空においては高速粒子衝突は起きないことが期待される. しかしその予想に反して, 本研究では高次元時空においても高速粒子衝突は起きうることが示された. これに関連して最近Aretakisにより示された極限ブラックホールの不安定性の存在とBSWプロセスの存在が密接に対応しているという予想を提案した.

1.Banados, Silk, West（BSW）提出的围绕旋转黑洞的高速粒子碰撞（BSW过程），原则上可以获得任意能量的碰撞能量，这对于探索未知物理定律具有重要的线索。最初的BSW过程存在没有考虑粒子自身重力影响的问题。我们之前的研究表明，如果加入自引力的作用，它会朝着降低碰撞能量的方向起作用，碰撞能量不会随意增加。然而，在这项研究中，我们发现，在时空不是黑洞，即没有视界的情况下，即使考虑到自引力的影响，碰撞能量在特殊情况下也可以变得任意大。显示。 2.高维黑洞周围的高速粒子碰撞在这项研究中，我们讨论了高维黑洞周围的BSW过程。事实证明，即使考虑自由落体粒子的碰撞，也会发生高速粒子碰撞。人们认为这与 BSW 过程的存在紧密对应。另一方面，在高维黑洞中，由于认为轨道不存在，因此如果这种对应关系是正确的，那么就会出现稳定的圆。人们预计高速粒子碰撞不会发生在高维时空中，然而与这一预期相反，这项研究表明即使在高维时空中也可能发生高速粒子碰撞。 Aretakis 推测黑洞极端不稳定性的存在与 BSW 过程的存在密切相关。