永谷の Top Page > 最終更新: 2003年12月16日,   URL: http://www2.yukawa.kyoto-u.ac.jp/~yukinori.nagatani/paper/

永谷 の 書いた論文 / プレプリント

[in English]

* hep-th/0312060  [PostScript.gz]
Title     Black Hole as a Baryon-Reactor --- Rapid Baryon Number Violation in Black Hole
タイトル     バリオン反応炉としてのブラックホール --- ブラックホール中でのバリオン数の急激な破れ
Authors Y. Nagatani
Abstract （以下、日本語訳）
放射球体の記述によりブラックホールを解析し、 ブラックホールに落下した物質のバリオン数が急速に消し去られる事を発見した。 ホーキング放射の時空へのバックリアクションの解析によって導かれた放射球体解は、 重力によって球体内に閉じ込められた放射と特異点から成る構造であり、 ブラックホールと同一視する事ができる。 「ブラックホールのバリオン数」は球体内部の放射の総バリオン数と定義できる。 球内のプロパーな温度はプランク温度であり、 球内のヒッグス真空期待値がゼロとなるため、 標準模型のスファレロン過程は球内において十分に働いている。 半径 r のシュワルツシルト・ブラックホールの場合、 バリオン数の崩壊レートは \dot{B}/B = -α_w^4 / r となる。 また、大統一理論(GUT)のバリオン数を破る過程を仮定すると、 より早い崩壊レートが導かれる。 このため、ブラックホールは 物質を放射のエネルギーへと転換するバリオン反応炉と見なす事ができる。
HEP-SPIRES-SLAC 5742994
arXiv.org hep-th/0312060
* hep-th/0311133  [PostScript.gz]
Title     Radiation Ball for a Charged Black Hole
タイトル     荷電ブラックホールに対応する放射球体
Authors Y. Nagatani
Abstract （以下、日本語訳）
荷電ブラックホール（ライスナー・ノルドストローム解）と同一視できる 「放射球体」の解を発見した。 ホーキング放射の時空へのバックリアクションの解析から導かれた放射球体は、 それ自身がつくり出す深い重力ポテンシャルにより球体内に閉じ込められた放射と、 中心の時間的な特異点より構成される。 ブラックホールからのホーキング放射はこの球体内部からの放射の漏洩であると理解される。 電荷が大きくなる時、重力ポテンシャルはより深くなる事が分かるが、 放射球体の基本的な構造は電荷の値に依存しない。 極限まで荷電した（extremal）ブラックホールを考えると、 無限に大きな赤方偏位により、 外部の観測者からは完全に凍結してしまう様に見える事が分かる。 球体内部の放射の全エントロピーは電荷の値に依存しない事が示せ、 その値は面積則に従い、ベッケンシュタイン エントロピーに近い値をとる事が分かる。
HEP-SPIRES-SLAC 5727391
arXiv.org hep-th/0311133
* hep-th/0310185  [PostScript.gz]
Title     Radiation Ball as a Black Hole
タイトル     ブラックホールとしての放射球体
Authors Y. Nagatani
Abstract （以下、日本語訳）
ホーキング放射の時空へのバックリアクションを解析する事により、 シュワルツシルト ブラックホールと同一視できる構造を発見した。 この構造を「放射球体 (Radiation Ball)」と呼ぶ事にする。 この構造は、強い重力により球体内部に閉じ込められた放射と、 特異点から構成される。 球体内部の放射の全エントロピーは球体の表面積に比例し、 ベッケンシュタイン エントロピーに近い値をもつ。 ブラックホールからのホーキング輻射は、 この球体内部からの放射の洩れであると理解される。 この構造には地平面が存在しないため、情報パラドックスは解消されている。
HEP-SPIRES-SLAC 5700345
arXiv.org hep-th/0310185
* hep-th/0307295  [PostScript.gz]
Title     Spherical Domain Wall formed by Field Dynamics of Hawking Radiation and Structure Near Horizon
タイトル     ホーキング放射の場の動力学により形成される球対称ドメイン壁と地平面近傍の構造
Authors Y. Nagatani
Abstract （以下、日本語訳）
バリスティック模型の一般相対論的な定式化により、 ゲージ・ヒッグス・湯川理論の自発的対称性の破れの真空を背景とするホーキング放射が引き起こす現象を議論した。 たとえホーキング温度が場の相転位温度より低い場合であっても、 破れた対称性は地平面上で回復し、 ブラックホール周囲に球対称ドメイン壁が形成される事が示された。 特にホーキング温度が場の相転位温度より十分に低い場合には 地平面のごく近傍にドメイン壁が形成される。 このドメイン壁の形成は熱的相転位によるものではなく 場の動力学によるものである。
HEP-SPIRES-SLAC 5625050
LANL hep-th/0307295
* Nuclear Physics B 掲載予定 (hep-th/0307294  [PostScript.gz])
Title     Spherical Domain Wall formed by Field Dynamics of Hawking Radiation and Spontaneous Charging-up of Black Hole
タイトル     ホーキング放射の場の動力学により形成される球対称ドメイン壁とブラックホールの自発帯電
Authors Y. Nagatani
Abstract
We discuss the Hawking radiation in the gauge-Higgs-Yukawa theory. The ballistic model is proposed as an effective description of the system. We find that a spherical domain wall around the black hole is formed by the field dynamics rather than the thermal phase transition. The formation of the wall is a general property of the black hole whose Hawking temperature is equal to or greater than the energy scale of the theory. The formation of the electroweak wall and that of the GUT wall are shown. We also find a phenomenon of the spontaneous charging-up of the black hole with the wall. The Hawking radiation drives a mechanism of the charge-transportation into the black hole when C- and CP-violation are assumed. A black hole whose Hawking-temperature is on the electroweak scale can obtain a large amount of the hyper-charge by the mechanism.
HEP-SPIRES-SLAC 5625041
LANL hep-th/0307294
* hep-th/0203010  [PostScript.gz]
Title     Dynamical Formation of Spherical Domain Wall by Hawking Radiation and Spontaneous Charging-up of Black Hole
タイトル     ホーキング放射によるドメイン壁の動的形成とブラックホールの自発帯電
Authors Y. Nagatani
Abstract （以下、日本語訳）
Higgs-Yukawa系においてブラックホールのホーキング放射を議論し、 ブラックホール周囲に球対称ドメイン壁が動的に(非熱的に)形成される事を示す。 ホーキング温度が系のエネルギースケールと同程度以上の場合には、 この球対称ドメイン壁の形成はブラックホールの一般的な性質となる。 現実的なケースとして、電弱ドメイン壁とGUTドメイン壁の形成を示す。 さらに、ブラックホールの自発的な帯電現象も議論する。 CとCPの非対称を仮定すると、 形成されたドメイン壁により正味の電荷の移送の効果が生じ、 これによりホーキング放射はブラックホール自身を帯電させることが出来る。 特に、 電弱ドメイン壁を形成したブラックホールは 巨視的なハイパー電荷を得ることが出来る事を示す。
HEP-SPIRES-SLAC 4879309
LANL hep-th/0203010
* hep-ph/0104160  [PostScript.gz] : 国際会議 COSMO-01 プロシーディング
Title     Electroweak/GUT Domain Wall by Hawking Radiation:
Baryogenesis and Dark Matter from Several Hundred kg Black Holes
タイトル     ホーキング放射による電弱/GUTドメイン壁:
質量数百キログラムのブラックホールによる バリオジェネシス と ダークマター
Authors Y. Nagatani
Abstract
A spherical domain wall around a small black hole is formed by the Hawking radiation from the black hole in the symmetry-broken-phase of the field theory, e.g., the Standard Model (SM) and the Grand Unified Theory (GUT) which have a property of the phase transition. We have obtained two types of the spherical domain wall; (a) thermalized wall which is formed by the local heating up near black hole and symmetry restore locally and (b) dynamical wall which is formed by the balance between the pressure from the Hawking radiation and the pressure from the wall tensions. The electroweak wall is formed as a thermalized wall around a black hole with mass of the several hundred kilogram. The GUT wall is formed as a dynamical wall around much smaller black hole. The electroweak wall around a black hole can produce baryon number by the assumption of the CP-broken phase in the wall. The GUT wall can supply charge into the black hole, namely, the wall causes the spontaneous charging up of the black hole. We propose a cosmological model which can explain the origin of the baryon number and the cold dark matter by the primordial black hole with mass of the several hundred kilogram.
HEP-SPIRES-SLAC 4801121
LANL hep-ph/0112107
* hep-ph/0104160  [PostScript.gz]
Title     Electroweak Domain Wall by Hawking Radiation:
Baryogenesis and Dark Matter from Several Hundred kg Black Holes
タイトル     ホーキング放射による電弱ドメイン壁:
質量数百キログラムのブラックホールによる バリオジェネシス と ダークマター
Authors Y. Nagatani
Abstract
We show that a spherical electroweak domain wall is formed around a small black hole and this is a general property of the Hawking radiation in the vacuum of the Standard Model. The wall appears not only for the first order phase transition in the electroweak theory but also for the second order one because the black hole heats up its neighborhood locally by the Hawking radiation in any case. We propose a model for unifying the origin of the baryon number and the cold dark matter in our universe by using properties of the primordial black hole with a mass of several hundred kilograms. The interaction between our wall and the Hawking-radiated-particles can create a baryon number which is proportional to the mass of the black hole as well as the CP broken phase in the extension of the Standard Model. Our model can explain both the baryon-entropy ratio B/S \sim 10^{-10} and the energy density of the dark matter, provided that the following three conditions are satisfied: (i) the primordial black holes dominate in the early universe, (ii) the CP broken phase in the wall is in the order of one and (iii) any black hole leaves a stable remnant with a Planck mass after its evaporation. Our model also predicts a cosmological graviton background with a peak-energy 120 \sim 280 eV in the present universe.
HEP-SPIRES-SLAC 4611128
LANL hep-ph/0104160
* Physical Review A 62 (2000) 022117    (hep-th/9904193 [PostScript.gz])
Title     Effective Theoretical Approach to Backreaction of the Dynamical Casimir Effect in 1+1 Dimensions
タイトル     1+1次元動的カシミア効果のバックリアクションへの有効理論によるアプローチ
Authors Y. Nagatani, K. Shigetomi
Abstract （以下、日本語訳）
動的及び静的カシミア効果を有効理論の観点から研究するための新しい方法を提唱する。 我々の方法での重要な点は、断熱近似によりミラー間隔をS^1空間のサイズに置き換える点にあり、 この結果として、ミラー間隔をRobertson-Walker型計量のスケールファクターとして捉える事ができ、カシミア効果を解析するための有効モデルの構築を単純化する事ができた。 この置き換えの正当性を確かめるために、2次元重力と結合したスカラー場のモデルを構築し、変動するスケールファクターに対する有効作用を求め、動的及び静的カシミア効果を解析した。 得られた有効作用は古典的なミラーの運動項と、経路積分法により導かれた量子補正項を含んでいる。 この量子補正項は静的カシミアエネルギー項と、共形アノマリー項として理解できる動的カシミア効果のバックリアクション項を、両方とも自然な形で含んでいる。 得られた有効作用は動的な真空の圧力「動的カシミア力」の存在を表しており、動的カシミア力はミラーの速度に依存し、その力は常に静的カシミア力より強い引力になっていることを、断熱近似の下に確かめることができた。
HEP-SPIRES-SLAC 4050991
LANL hep-th/9904193
* Physical Review D 59 (1999) 041301    (hep-ph/9811485 [PostScript.gz])
Title     Electroweak Baryogenesis by Black Holes
タイトル     ブラックホールによる電弱バリオジェネシス
Authors Y. Nagatani
Abstract
We propose a new scenario of the electroweak baryogenesis based on the properties of electroweak domain walls surrounding black holes in the Higgs phase vacuum of the extended Standard Model with 2-Higgs doublets. It is shown that there exists the electroweak domain walls and the symmetric regions surrounding black holes and that the Hawking radiation of the black holes can produce a non-zero baryon number density. The scenario can explain the origin of the baryon number in our universe even without the assumption of the existence of the first order electroweak phase transition.
HEP-SPIRES-SLAC 3901165
LANL hep-ph/9811485
* hep-ph/9805455  [PostScript.gz]
Title     Black Hole Baryogenesis
タイトル ブラックホールによるバリオン数生成
Authors Y. Nagatani
Abstract （以下、日本語訳）
2ヒッグス二重項に拡張された標準模型のヒッグス相真空において、 ブラックホールのホーキング輻射がバリオン数を生成し得る事を発見した。 この発見に基づいて、 初期宇宙において物質のほとんどが原始ブラックホールとして 存在していた場合、 我々の宇宙に存在するバリオン数の起源を説明し得る 新しいバリオン数生成のシナリオを提案する。

HEP-SPIRES-SLAC 3759300
LANL hep-ph/9805455
* Physical Review D 56 (1997) 1239-1249    (hep-th/9701036 [PostScript.gz])
Title     Dynamical Symmetry Breaking in Fractal Space
タイトル フラクタル空間中での力学的対称性の破れ
Authors Y. Nagatani
Abstract （以下、日本語訳）
我々はフラクタル空間中での場の量子論を定式化し、 フラクタル次元と結合定数の相空間上における 力学的対称性の破れの相図を得た。 まず始めに、我々は 4次元 Gross-Neveu (GN) モデルを (4-d)次元のランダム化Cantor空間で議論した。 ここでは、Cantorのフラクタルの形をしたポテンシャル障壁を用いる事により、 フェルミオンをCantor空間の中へ制限する方法を用いた。 さらに、ポテンシャルを統計的に扱う事により、 フラクタル次元に依存する有効作用を得た。 この有効作用の1/N近似の Schwinger-Dyson (SD) 方程式を解く事により、 d次元(2<d<4)のGNモデルと似てはいるものの、 システムサイズに依存する臨界曲線をもつ力学的対称性の破れの相図を得た。
さらに、我々はフェルミオンのみをd次元に閉じ込めた 4次元QEDを議論した。SD方程式を解くことにより、 直線的な臨界曲線をもつカイラル対称性の力学的破れの相空間を得た。 この結果は通常の4次元QEDの解析である益川・中島の結果と、 強磁場によってフェルミオンが２次元の最低 Landau レベルへと閉じ込められた 場合の結果に対し、ともに無矛盾である。
 HEP-SPIRES-SLAC 3483720
LANL hep-th/9701036

永谷 の 学会発表

最近更新していません…。そのうち更新します。…→たくさんあるので当分更新しないかも…

* 日本物理学会 第５３回年会 (1998年 3月 30日 東邦大学)
分　　科     素粒子論
講演題目 Black Hole Baryogenesis
講演番号 30aC-3
OHPの内容 :
* 日本物理学会 第５２回年会 (1997年 3月 29日 名城大学)
分　　科     素粒子論
講演題目 フラクタル空間中での力学的対称性の破れ
講演番号 29aYQ-10
OHPの内容 :
永谷幸則＠京都大学 基礎物理学研究所
永谷の Top Page > 最終更新: 2003年12月16日,   URL: http://www2.yukawa.kyoto-u.ac.jp/~yukinori.nagatani/paper/