Charged Rotating Kaluza-Klein Black Holes in Dilaton Gravity Ken Matsuno ( Osaka City University ) collaboration with Masoud Allahverdizadeh ( Universitat.

Slides:



Advertisements
Similar presentations
SPSSによるHosmer-Lemeshow検定について
Advertisements

あなたは真夜中に 山の頂上を目指す登山者です
5.カム装置 5.1 カムの種類 カムの回転(一定角速度) ↓ 従動節の往復運動 ・原動節---driver (カム-)
レポート書き方. おしいレポート よく調べてある それぞれの、1文の言っていることは正 しい しかし、全体として、何が言いた いのかわからない 内容の重要だが、全体の構成も重 要である.
7.n次の行列式   一般的な(n次の)行列式の定義には、数学的な概念がいろいろ必要である。まずそれらを順に見ていく。
9.線形写像.
学生の携帯電話選択理由 岡田隆太.
大気重力波と一般流 の相互作用 & 自己紹介 元 東京学芸大学 教育学部 環境総合科学課程 自然環境科学専攻 気象学研究室 現 今村研 M 1 樋口武人 元 東京学芸大学 教育学部 環境総合科学課程 自然環境科学専攻 気象学研究室 現 今村研 M 1 樋口武人.
概要 2009 年 10 月 23 日に、いて座に出現した X 線新星 (XTE J ) を、出現から消滅まで 全天 X 線監視装置 MAXI (マキシ)で観測したところ、 新種のブラックホール新星であることが判明した。 従来のブラックホールを、 多量のガスを一気に飲み込む「肉食系」と.
時間的に変化する信号. 普通の正弦波 は豊富な情報を含んでいません これだけではラジオのような複雑な情報 を送れない 振幅 a あるいは角速度 ω を時間的に変化 させて情報を送る.
情報処理A 第10回 Excelの使い方 その3.
5.連立一次方程式.
相関.
1 情報量(2章). 2 物理的概念との対比1(入れ物と中 身) 塩水 塩 データ 情報 情報の量? 塩分の量! 情報の量は見た目ではわ からない。データと情報 は異なる概念。 塩分の量は見た目 ではわからない。 しかし、本質的な もの。
論理回路 第2回 今日の内容 前回の課題の説明 数の体系 – 数の表現 – 代表的な数 – 基数の変換 – 補数.
ノイズ. 雑音とも呼ばれる。(音でなくても、雑 音という) 入力データに含まれる、本来ほしくない 成分.
09bd135d 柿沼健太郎 重不況の経済学 日本の新たな 成長へ向けて.
素数判定法 2011/6/20.
フーリエ係数の性質. どこまで足す? 理想的には無限大であるが、実際に はそれは出来ない これをフーリエ解析してみる.
地球温暖化と 天候の関係性 ~温暖化は天候のせいなのではないのか~. 目的課題 地球温暖化現象 ただの気象条件によるものではないのか? 地球温暖化現象に天候は関係しているの か?
太陽系シミュレータ 和島研究室 ソ 畑本義明
1章 行列と行列式.
本宮市立白岩小学校. 1 はじめに 2 家庭学習プログラム開発の視点 ① 先行学習(予習)を生かした 確かな学力を形成する授業づく り ② 家庭との連携を図った家庭学習の習慣化.
フーリエ級数. 一般的な波はこのように表せる a,b をフーリエ級数とい う 比率:
3.エントロピーの性質と各種情報量.
9.通信路符号化手法1 (誤り検出と誤り訂正の原理)
Excelによる積分.
1 6.低次の行列式とその応用. 2 行列式とは 行列式とは、正方行列の特徴を表す一つのスカ ラーである。すなわち、行列式は正方行列からスカ ラーに写す写像の一種とみなすこともできる。 正方行列 スカラー(実数) の行列に対する行列式を、 次の行列式という。 行列 の行列式を とも表す。 行列式と行列の記号.
計算のスピードアップ コンピュータでも、sin、cosの計算は大変です 足し算、引き算、掛け算、割り算は早いです
線形符号(10章).
1 0章 数学基礎. 2 ( 定義)集合 集合については、 3セメスタ開講の「離散数学」で詳しく扱う。 集合 大学では、高校より厳密に議論を行う。そのために、議論の 対象を明確にする必要がある。 ある “ もの ” (基本的な対象、概念)の集まりを、 集合という。 集合に含まれる “ もの ” を、集合の要素または元という。
4.プッシュダウンオートマトンと 文脈自由文法の等価性
1 0章 数学基礎. 2 ( 定義)集合 集合については、 3セメスタ開講の「離散数学」で詳しく扱う。 集合 大学では、高校より厳密に議論を行う。そのために、議論の 対象を明確にする必要がある。 ある “ もの ” (基本的な対象、概念)の集まりを、 集合という。 集合に含まれる “ もの ” を、集合の要素または元という。
信号測定. 正弦波 多くの場合正弦波は 0V の上下で振動する しかし、これでは AD 変換器に入れら れないので、オフ セットを調整して データを取った.
1 9.線形写像. 2 ここでは、行列の積によって、写像を 定義できることをみていく。 また、行列の積によって定義される写 像の性質を調べていく。
通信路(7章).
アルゴリズムとデータ構造 補足資料 7-4 「単純交換ソート exsort.c 」 横浜国立大学 理工学部 数物・電子情報系学科 富井尚志.
6.符号化法(6章).
論文紹介 Quasi-Geostrophic Motions in the Equatorial Area Taroh Matsuno(1966) 今村研 修士課程 1 年 荒井 宏明.
重不況の経済学 第2章第2節 山下 真弘. 不均等成長 不均等成長=市場の特定の製品または特定の国・ 地域で付加価値の縮小が生じること 要因は2つ 製品別の「生産性向上速度の差」 付加価値総額の天井(=需要制約)
3.正方行列(単位行列、逆行列、対称行列、交代行列)
早坂忠裕(東北大学) 江口菜穂(九州大学)
論理回路 第1回. 今日の内容 論理回路とは? 本講義の位置づけ,達成目標 講義スケジュールと内容 受講時の注意事項 成績の評価方法.
Bar-TOP における光の 群速度伝播の解析 名古屋大学 高エネルギー物理研究室 松石 武 (Matsuishi Takeru)
経済分析の基本ツール 公共経済学 第 2 回 畑農鋭矢 1. 労働時間(意思決定の対 象) O 収入 費用 労働時間の意思決定 何時間働くのが最適か?
Analog “ neuronal ” networks in early vision Koch and Yuille et al. Proc Academic National Sciences 1986.
実装の流れと 今後のスケジュール 03k0014 岸原 大祐. システム概要 天気データをもとに、前向き推論をし ていき、親の代わりに子供に服装、持 ち物、気をつけることなどを教える。
測定における誤差 KEK 猪野 隆 論文は、自ら書くもの 誤差は、自分で定義するもの ただし、この定義は、 多数の人に納得してもらえるものであること.
3.多項式計算アルゴリズム べき乗の計算 多項式の計算.
偏微分方程式の境界値問題を 基礎とするデジタル画像解析
物体識別のための Adaboost を用いた入力特徴の評価 物体識別のための Adaboost を用いた 入力特徴の評価 情報工学科 藤吉研究室 EP02132 土屋成光.
CGC confronts LHC data 1. “Gluon saturation and inclusive hadron production at LHC” by E. Levin and A.H. Rezaeian, arXiv: [hep-ph] 4 May 2010.
実験5 規則波 C0XXXX 石黒 ○○ C0XXXX 杉浦 ○○ C0XXXX 大杉 ○○ C0XXXX 高柳 ○○ C0XXXX 岡田 ○○ C0XXXX 藤江 ○○ C0XXXX 尾形 ○○ C0XXXX 足立 ○○
Run2b シリコン検出 器 現在の SVX-II (内側3層)は 放射線損傷により Run2b 中に 著しく性能が劣化する Run2b シリコン検出器 日本の分担: 1512 outer axial sensors 648 outer stereo sensors ( 144 inner axial.
オセロの思考アルゴリズムについて 1103072 岩間 隆浩.
2005 年 8 月 24 日の磁気嵐を生じ たフレアと CME 浅井 歩 1 、石井 貴子 2 1: 国立天文台野辺山 2: 京都大学花山天文台 日本地球惑星科学連合 2006 年大会 2006 年 6 月 14 日.
1 21 世紀 COE 「物理学の普遍性と多様性の探求拠点」 市民講座 京都大学大学院理学研究科 物理第二教室 西川公一郎 ニュートリノ 極微の粒子がなぜ面白い ? 素粒子の質量と混合 300 s/cc ビックバンから.
携帯電話でのコミュニ ケーションについて 1班真田 出水 佐伯 堺. 仮説  女性のほうが携帯電話を使ったコミュニ ケーションを重要視する。
音の変化を視覚化する サウンドプレイヤーの作成
Self-efficacy(自己効力感)について
たくさんの人がいっしょに乗れる乗り物を 「公共交通」といいます バスや電車 と 自動車 の よいところ と よくない ところ よいところ と よくない ところ を考えてみよう!
Coalescence of Five-dimensional Black Holes ( 5次元ブラックホールの合体 )
Can we see super-Planckian domains? Takehara Workshop June 6-8, 2011 Ken-ichi Nakao (Osaka City Unviersity) In collaboration with Tomohiro Harada and Umpei.
21 Sep 2006 Kentaro MIKI for the PHENIX collaboration University of Tsukuba The Physical Society of Japan 62th Annual Meeting RHIC-PHENIX 実験における高横運動量領域での.
Takeshi Morita Tata Institute of Fundamental Research Resolution of the singularity in Gregory-Laflamme transition through Matrix Model (work in progress)
Nucleon Form Factor 作田 理論センター 1. Axial vector mass のまとめ 2. Quasi-elastic scattering の現状 3. Nucleon Form Factor の復習 4. まとめ= Axial vector form.
Innermost stable circular orbits around squashed Kaluza-Klein black holes Ken Matsuno & Hideki Ishihara ( Osaka City University ) 1.
腎臓移植 腎臓移植の前に、ドナー両方の腎臓は機 能的に良好でなければならない。ドナー の両方の腎臓が機能的に健康であること を保証するために、多数の試験が行われ ている。
地球儀と様々な地図. 1 球体としての地球 こうした現象はあることをイ メージすると理解できる。
Kaluza-Klein Black Holes in 5-dim. Einstein-Maxwell Theory
Presentation transcript:

Charged Rotating Kaluza-Klein Black Holes in Dilaton Gravity Ken Matsuno ( Osaka City University ) collaboration with Masoud Allahverdizadeh ( Universitat Oldenburg ) 1

Introduction 2

我々は 4 次元時空 に住んでいる 量子論と矛盾なく, 4 種類の力を統一的に議論する 弦理論 超重力理論 余剰次元 の効果が顕著 高次元ブラックホール ( BH ) に注目 空間 3 次元 時間 1 次元 高次元時空 上の理論 高エネルギー現象 強重力場 3

次元低下 高次元時空 ⇒ 有効的に 4 次元時空 a.Kaluza-Klein model “ とても小さく丸められていて見えない ” ( 針金 ) b.Brane world model “ 行くことが出来ないため見えない ” 余剰次元方向 4 次元 4

“ Hybrid ” Brane world model Brane ( 4 次元時空 ) : 物質 と 重力以外の力 が束縛 Bulk ( 高次元時空 ) : 重力のみ伝播 重力の逆 2 乗則から制限 ⇒ ( 余剰次元 ) ≦ 0.1 mm 加速器内で ミニ・ブラックホール 生成 ? ( 高次元時空の実験的検証 ) Brane Bulk Brane 5

Large Scale Extra Dimension in Brane world model D 次元時空 ( D ≧ 4 ) ( 余剰次元サイズ L ) : D 次元重力定数 : D 次元プランクエネル ギー When E P,D ≒ TeV, D = 6 6

ミニ・ブラックホールの形成条件 コンプトン波長 ブラックホール半 径 [ 4 次元 ] [ D 次元 ] 例. LHC 加速器内 : E P,D ≒ TeV ⇒ mc 2 ≧ TeV ≒ (proton mass)×10 3 ミニ・ブラックホール ! ≫ 1 GeV : 1 Proton 7

5-dim. Black Objects 4 次元 : 漸近平坦, 真空, 定常, 地平線の上と外に特異点なし ⇒ Kerr BH with S 2 horizon only 5 次元 : For above conditions ⇒ Variety of Horizon Topologies Black Holes ( S 3 ) Black Rings ( S 2 ×S 1 ) [ 以降、 5 次元時空に注目 ] 8

4D Black Holes : Asymptically Flat 5D Black Holes : Variety of Asymptotic Structures Asymptotically Flat : Asymptotically Locally Flat : : 5D Minkowski : Lens Space : 4D Minkowski + a compact dim. Asymptotic Structures of Black Holes ( time ) ( radial )( angular ) Kaluza-Klein Black Holes 9

4 次元 Minkowski Compact S 1 4 次元 Minkowski [ 4 次元 Minkowski と Compact S 1 の直積 ] 10

Squashed Kaluza-Klein Black Holes 4 次元 Minkowski Twisted S 1 [ 4 次元 Minkowski 上に Twisted S 1 Fiber ] 11

異なる漸近構造を持つ 5 次元帯電ブラックホー ル解 5D Kaluza-Klein BH ( Ishihara - Matsuno ) r+r+ r-r- 4D Minkowski + a compact dim. 5D 漸近平坦 BH ( Tangherlini ) r+r+ r-r- 5D Minkowski 12

Two types of Kaluza-Klein BHs Point SingularityStretched Singularity r+r+ r-r- r+r+ r-r- 同じ漸近構造 13

Geodesics of massive particles Stable circular orbit 5D Sch. BHSquashed KK BH ⇒ 重力源周りの物理現象 ( 近日点移動等 ) に現れる高次元補正 14

Varieties of Black Holes 15

Varieties of Black Holes 4D Einstein-Maxwell Black Holes with S 2 horizons StaticRotating UnchargedSchwarzschild ( M ) Kerr ( M, J ) ChargedReissner-Nordstrom ( M, Q ) Kerr-Newman ( M, J, Q ) 16

5D Einstein-Maxwell Asymptically Flat ( Unsquashed ) Black Holes with S 3 horizons ( No Chern-Simons term ) StaticRotating UnchargedTangherlini ( M ) Myers-Perry ( M, J1, J2 ) ChargedTangherlini ( M, Q ) Aliev ( Slowly ) ( M, J1, J2, Q ) Kunz et al. (Numerical) ( M, J1 = J2, Q ) 17

5D Einstein-Maxwell Asymptically Locally Flat ( Squashed ) Black Holes with S 3 horizons ( No Chern-Simons term ) StaticRotating UnchargedDobiash-Maison ( M, r ∞ ) Rasheed ( M, J1, J2, r ∞ ) ChargedIshihara-Matsuno ( M, Q, r ∞ ) ? ( M, J1, J2, Q, r ∞ ) 18

5D Einstein-Maxwell-Dilaton Black Holes with S 3 horizons ( general dilaton coupling constant α ) StaticRotating UnsquashedHorowitz-Strominger ( M, Q, Φ ) Sheykhi-Allahverdizadeh ( Slowly ) ( M, Q, Φ, J1, J2 ) SquashedYazadjiev ( M, Q, Φ, r ∞ ) ? (M, Q, Φ, J1, J2, r ∞ ) 19

5D Einstein-Maxwell-Dilaton Black Holes with S 3 horizons ( general dilaton coupling constant α ) StaticRotating UnsquashedHorowitz-Strominger ( M, Q, Φ ) Sheykhi-Allahverdizadeh ( Slowly ) ( M, Q, Φ, J1, J2 ) SquashedYazadjiev ( M, Q, Φ, r ∞ ) Allahverdizadeh-Matsuno ( Slowly ) (M, Q, Φ, J1 = J2, r ∞ ) 20

Charged Rotating Kaluza-Klein Dilaton Black Holes 21

5D Einstein-Maxwell-Dilaton System Action Equations of motion 22 ( α = 0 : Einstein-Maxwell system )

Anzats metric gauge potential ( r +, r ∞ : constants ) dilaton field 23 Killing vector fields : ∂/∂t, ∂/∂φ, ∂/∂ψ Black Holes with two equal angular momenta

How to obtain slowly rotating solutions (1)Static part ( a = 0 ) is given by Yazadjiev’s solution 24

Functions for static part 25 ( α → 0 : charged static Kaluza-Klein black hole solutions ) Yazadjiev’s solution ( a = 0 )

How to obtain slowly rotating solutions (1)Static part ( a = 0 ) is given by Yazadjiev’s solution (2) Substituting the anzats into equations of motion (3) Discarding any terms involving O(a 2 ) ⇔ Slow Rotation (4) Solving ordinary differential equation of f(r) 26

Slowly Rotating Solution 27 r + : Horizon r ∞ : Infinity new KK BH without closed timelike curve & naked singularity

Three-sphere S 3 ( S 2 base )( twisted S 1 fiber ) S2S2 S1S1 S3S3 28

Three-sphere S 3 S 2 ×S 1 S3S3 ( S 2 base )( twisted S 1 fiber ) 29

Shape of Horizon r + induced metric 30 Squashed S 3 Horizon k(r + ) > 1 ⇔ (S 2 base) > (S 1 fiber) No contribution of rotation parameter a ( cf. vacuum rotating Kaluza-Klein black holes )

Asymptotic Structure metric gauge potential dilaton field coordinate transformation 31 0 < ρ < ∞

Functions in ρ coordinate 32

Asymptotic Structure metric gauge potential dilaton field coordinate transformation 33 0 < ρ < ∞

Asymptotic Structure 34 Taking ρ → ∞ ( r → r ∞ ) with coordinate transformation : Asymptotically Locally Flat ( twisted S 1 fiber bundle over 4D Minkowski spacetime )

Three Limits 35

No dilaton Limit: α → 0 coordinate transformation Slowly rotating charged squashed Kaluza-Klein black holes 36

Asymptically Flat Limit: r ∞ → ∞ Asymptotically Flat slowly rotating charged dilaton black holes 37

Black String Limit: ρ 0 → 0 Charged static dilaton black strings coordinates transformation 38

Physical Quantities 39

Mass and Angular Momenta Gyromagnetic ratio g 40 consistent with asymptotically flat case

Gyromagnetic ratio (g 因子 ) g 電子の磁気モーメント μ と外部磁場 B の相互作用 41 Dirac eq. と比較 ⇒ g 因子:磁気回転比 μ/S とボーア磁子 μ B の比 μ B Analogy : 電子 ⇔ charged rotating black holes (Carter, 1968) ( μ = Q a : “magnetic dipole moment” ) 41

Gyromagnetic ratios of (slowly) rotating black holes g = 2 : 4D Kerr-Newman BH (Carter, 1968) g = n-2 : nD asymptically flat BH (Aliev, 2006) 42 : nD asymptotically flat dilaton BH 5D asymptotically Kaluza-Klein dilaton BH

Gyromagnetic ratio of Asymptotically Flat dilaton BHs 4D 5D 6D r + = 2 & r - = 1 43 ( Sheykhi-Allahverdizadeh )

Gyromagnetic ratio of 5D Kaluza-Klein dilaton BHs r ∞ = r C r ∞ = ∞ ( Asymptotically Flat ) r ∞ = 4.8 r ∞ = 2.7 r ∞ = 2.2 r + = 2 & r - = 1 44

Conclusion We obtain a class of slowly rotating charged Kaluza-Klein black hole solutions of 5D Einstein-Maxwell-dilaton theory with arbitrary dilaton coupling constant α ( restricted to black holes with two equal angular momenta ) At infinity, metric asymptotically approaches a twisted S 1 bundle over 4D Minkowski spacetime Behaviors of gyromagnetic ratio g crucially depend on the size of extra dimension 45

Future works (1) 今回: 5D charged slowly rotating Kaluza-Klein dilaton black holes with 46 2 equal angular momenta axisymmetric horizon 5D charged slowly rotating Kaluza-Klein dilaton black holes with 2 independent angular momenta 3 軸不等な horizon (Bianchi IX) 46

Future works (1) 5D charged (slowly) rotating Kaluza-Klein black holes in Einstein-Maxwell-Chern-Simons-Dilaton theory Chern-Simons Dilaton field 5D charged (slowly) rotating Kaluza-Klein dilaton black boles with Cosmological Constant ⇒ numerical solutions... ? 47 naturally introduced by low energy limit of string theory...

Future Works (2) S 3 : S 1 bundle over CP 1 ・・・ S 2n+1 : S 1 bundle over CP n More Higher-dimensions Ex) S 7 : S 1 bundle over CP 3 48

Future Works (2) Black Objects … Kasner spacetime ( Bianchi types ) … Dynamical ( Rotating ) BHs without Λ 49

Test Maxwell Fields Kerr BH in Uniform Magnetic Field “ Misner effect ” for extreme BH 最内部安定円軌道 ( ISCO ) Ex) Wald Solutions ( vacuum background ) BH Future Works (3) 50

Black Strings in … Black Rings in … ( Charged ) squashed KK BH in … Future Works (3) 51