ブラックホールの検証に向けた基礎的力学過程の解析

分析黑洞验证的基本力学过程

• 批准号: 11J08747
• 负责人: 伊形 尚久
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: Kinki University (2012)Osaka City University (2011)
• 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 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J08747/
• 关键词: ブラックホール; ブラックリング; 相対論; 測地線; ストリング; 高次元; 磁場; 粒子加速

4次元時空および高次元時空における球対称ブラックホールにおいて,ホライズンの外側にゼロ質量粒子の安定円軌道は存在しないことが知られている.一方,より複雑な重力場の構造をもつブラックリング時空において,ゼロ質量粒子の安定束縛軌道の存在は自明ではない.そこで1回転ブラックリング時空におけるゼロ質量粒子の描く光的測地線の解析を行った.その結果,細いブラックリング時空において,ゼロ質量粒子の安定束縛軌道の存在を確認し,太いブラックリングでそれが存在しなくなることを明らかにした.さらにゼロ質量粒子の安定束縛軌道の存在と非存在の境界を与えるパラメータを数値的な手法を用いて決定した.細いブラックリングのホライズン近傍の構造はブラックストリングのそれと近似的にみなすことが可能なため,余剰次元方向の軌道角運動量が4次元時空の断面からみたときの実効的な粒子の質量の役割を果たすことからその存在が理解できる.したがって,今回得られた臨界パラメータは,ブラックストリング近似が破れるひとつの基準を与えているということができる.また本研究結果は,漸近的平坦な時空においてゼロ質量粒子が存在する初めて報告された例である.ゼロ質量粒子は,ゼロ質量の波動の短波長極限として実現するため,ブラックリング時空におけるテスト場のダイナミクスや重力場摂動の安定性の議論にいくつかの示唆を与えることが期待される.

众所周知，在四维时空和高维时空的球对称黑洞中，视界外不​​存在零质量粒子的稳定圆形轨道。另一方面，在引力场结构更为复杂的黑环时空中, , 零质量粒子稳定束缚轨道的存在并非微不足道。我们分析了粒子绘制的光学测地线，结果证实了薄黑环时空中存在零质量粒子的稳定束缚轨道，并阐明了它们不再存在于厚黑环中。确定定义零质量粒子稳定束缚轨道是否存在的参数。由于黑弦视界附近的结构可以近似视为黑弦的结构，因此从四维横截面看，额外维度方向的轨道角动量起到了有效粒子质量的作用。因此，本次得到的临界参数为打破黑弦近似提供了一个标准。此外，这项研究的结果是第一个报道的渐近平坦时空中存在零质量粒子的例子，预计这将为测试场和动力学的讨论提供一些建议。黑环时空中引力场扰动的稳定性。

项目成果

5次元平坦時空における閉じた定常ストリング

五维平坦时空中的闭合静止弦

• 发表时间: 2012
• 作者: 伊形尚久;石原秀樹;西脇圭介
• 通讯作者: 西脇圭介

Stationary Closed Strings in Five-dimensional Flat Spacetime

五维平坦时空中的静止闭弦

• DOI: 10.1103/physrevd.86.104020
• 发表时间: 2012
• 期刊: Physical Review D
• 影响因子: 5
• 作者: 伊形尚久;石原秀樹;西脇圭介
• 通讯作者: 西脇圭介

ブラックリング時空の対称性

黑环时空对称性

• 发表时间: 2011
• 作者: 伊形尚久;宝利剛;石原秀樹;古池達彦
• 通讯作者: 古池達彦

Chaos in geodesic motion around a black ring

• DOI: 10.1103/physrevd.83.047501
• 发表时间: 2010-12
• 期刊: Physical Review D
• 影响因子: 5
• 作者: Takahisa Igata;H. Ishihara;Yohsuke Takamori

Effect of a Weak Electromagnetic Field on Particle Acceleration by Rotating Black Hole

弱电磁场对旋转黑洞粒子加速的影响

• 期刊: Physical Review D
• 影响因子: 5
• 作者: T.Igata;T.Harada;M.Kimura
• 通讯作者: M.Kimura