Theoretical study of information paradox using analogue black holes in electric circuits

1. ホーキング輻射観測に向けた取り組みこれまでに我々は，ジョセフソン伝送線路に存在するソリトンを用いて，回路中の電磁波速度を空間的に変調し，電気回路上に擬似的にブラックホールを創生した．そこでは，4波混合により，ホーキング輻射が増幅される.しかし，一般に4波混合過程では，シグナルとアイドラの周波数はポンプの周波数に近く， これらの分離が困難なため，ホーキング輻射の観測の障害となる. そこで，超伝導非対称非線形誘導素子で実現されるシグナルとポンプの周波数が離れた3波混合を用いてホーキング輻射が増幅される新たな擬似的ブラックホールを考案した．この回路では既にマイクロ波エンタングルメント・フォトンが生成されることが実験においてが報告されており，ホーキング輻射の実験的観測が期待できる．また，数値計算により，ソリトン・ブラックホールの伝播特性を調べ，具体的な実験条件を求めることができた．2. ブラックホールソリトンの減衰過程の定式化これまで，我々は，ブラックホールは定常的なものとして扱い，ホーキング輻射が放出された際の反作用を考慮してこなかった．しかし，実際にはホーキング輻射により，ブラックホールからエネルギーが取り出され，ブラックホール自身がエネルギーを失うため，ブラックホールは小さくなることを考慮する必要がある．ホーキング輻射が引き続き起きると，最終的には，ブラックホールは消失（蒸発）する．このブラックホール蒸発過程を我々のシステムにおいて再現することを試みた．具体的には，ソリトンとホーキング輻射の相互作用を取り入れることにより，ソリトンの減衰の定式化に成功した．これにより，ブラックホールが蒸発した後にブラックホールの内部にある情報が保持されるか，消去されるかというブラックホールの情報パラドックスを考えるための土台を確立することができた．

1. ホーキング輻射観測に向けた取り組みこれまでに我々は，ジョセフソン伝送線路に存在するソリトンを用いて，回路中の電磁波速度を空間的に変調し，電気回路上に擬似的にブラックホールを創生した．そこでは，4波混合により，ホーキング輻射が増幅される.しかし，一般に4波混合過程では，シグナルとアイドラの周波数はポンプの周波数に近く， これらの分離が困難なため，ホーキング輻射の観測の障害となる. そこで，超伝導非対称非線形誘導素子で実現されるシグナルとポンプの周波数が離れた3波混合を用いてホーキング輻射が増幅される新たな擬似的ブラックホールを考案した．この回路では既にマイクロ波エンタングルメント・フォトンが生成されることが実験においてが報告されており，ホーキング輻射の実験的観測が期待できる．また，数値計算により，ソリトン・ブラックホールの伝播特性を調べ，具体的な実験条件を求めることができた．2. ブラックホールソリトンの減衰過程の定式化これまで，我々は，ブラックホールは定常的なものとして扱い，ホーキング輻射が放出された際の反作用を考慮してこなかった．しかし，実際にはホーキング輻射により，ブラックホールからエネルギーが取り出され，ブラックホール自身がエネルギーを失うため，ブラックホールは小さくなることを考慮する必要がある．ホーキング輻射が引き続き起きると，最終的には，ブラックホールは消失（蒸発）する．このブラックホール蒸発過程を我々のシステムにおいて再現することを試みた．具体的には，ソリトンとホーキング輻射の相互作用を取り入れることにより，ソリトンの減衰の定式化に成功した．これにより，ブラックホールが蒸発した後にブラックホールの内部にある情報が保持されるか，消去されるかというブラックホールの情報パラドックスを考えるための土台を確立することができた．