加速器実験における高次元ブラックホール生成の理論的解析

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大余剰次元宇宙モデルでは,エネルギーがTeV程度になると高次元の影響が現れ,この効果によって次期加速器実験(LHC)ではブラックホールが形成されることが期待されている.そこで,本研究では加速器実験の結果を用いて高次元時空の証拠をつかむだけでなく,さらにこれまで不可能だった超弦理論の直接的検証を目的として以下の研究を進めた.1.ブラックホール形成および熱力学第3法則への超弦理論の効果の研究:超弦理論よる曲率高次項の補正のなかで最低次のGauss-Bonnet項によるブラックホール解への影響を調べた.特にGauss-Bonnet項がある系のADM形式を定式化し,ブラックホール形成の数値計算を行った.また,開発したformalismを用いて,スカラー場の重力崩壊を計算し,熱力学の第3法則が実際に破れているかの検証を現在進行している.2.粒子衝突によるブラックホール形成初期の数値シミュレーション:事象の地平面形成相及び情報喪失相の数値シミュレーションを行う為に,高次元での数値コードの定式化を行った.3.ブラックストリング不安定性のスカラー場による影響:高次元時空におけるブラックストリングは不安定であることが知られている.そこで,位相的に安定な配位をとるスカラー場を結合した解の安定性を解析し,動的不安定性と熱力学的不安定性および位相的不安定性の関係を調べる研究に着手した.そこで,まず,事象の地平面のない正則なストリング解を求め,その時空の性質を調べた.また,摂動計算によって安定性の解析を行い,実際に解が動的に安定であることを確かめた.