Theoretical Study of Black hole dynamics in Higher dimensional gravity using the large D limit

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本年度は、研究課題の一つである高次曲率重力理論におけるブラックホールの研究など高次元極限の応用研究を推進した。特に高次曲率重力理論の最も単純な場合であるGauss-Bonnet重力理論に着目した研究を行った。また、ブラックホールをテーマとしたその他の課題についても研究を行った。【Gauss-Bonnetブラックホール】昨年度に構成したGauss-Bonnet重力理論（GB重力）における回転ブラックホールの動的な振る舞いを調べることが目的であるが、回転する時空の動的な解析は非常に込み入っているため、準備段階として、より単純なブラックストリング解の解析を行なった。ひも状のブラックホールであるブラックストリングは、アインシュタイン理論では単純な解析解を持つが、GB理論では解析解は知られていない。高次元極限を用いてブラックストリング解を近似的に構成し、動的な不安定性を調べた。特にGB理論において、あまり理解が進んでいないエントロピー増大則を示すことができた。回転ブラックホールの解析への応用に関しては、現在進行中である。・GB理論におけるブラックストリングについては、別の近似的アプローチとして、曲率補正が大きい極限をとる近似を提案し、実際に近似解が求めた。本研究はこれまでにない近似的手法を提案するものであり、新たな応用研究への発展が期待できる。【AdSブラックホール】高次元極限を用いて反ドシッター時空中のブラックホールの多様な相を調べた。特に時空にブレーンが存在する場合には、ブラックホールがブレーンから蒸発する様子を解くことができた。AdS/CFT対応によれば、この現象はブレーン上のブラックホールがホーキング放射によって蒸発していく様子を記述すると解釈される。本来、類似の研究は高度な数値計算を用いて行うものであるが、高次元極限を用いることで、驚くほど簡便に結果を得ることができた。