[論文レビュー] Bulk versus Brane in the Hawking Radiation of Graviton: Black Holes Radiate mainly into the Bulk when $n \geq 3$

Eylee Jung, D. K. Park|arXiv (Cornell University)|Dec 6, 2006

Black Holes and Theoretical Physics被引用数 2

ひとこと要約

本稿は、$(4+n)$次元のシュワルツシルトブラックホールにおける重ヒッグス粒子のホーキング放射を数値的に調査し、$n \geq 3$ の場合に、バルクへの放射がブレーンへの放射を上回ることを示している。これは、ブラックホールが主にブレーンで放射するとするエマパラノ＝ホロウズ＝マイヤーの予想に反するものであり、将来の衝突機におけるミニブラックホール生成に影響を及ぼす。

ABSTRACT

The Hawking radiation for graviton is numerically studied when the spacetime background is $(4+n)$-dimensional Schwarzschild black hole phase. It is shown that the emission rates into the bulk are dominant compared to the rates on the visible brane when $n \\geq 3$. Evidently, this is a counter example of Emparan-Horowitz-Myers argument, {\\it black holes radiate mainly on the brane}. This result has experimental significance in the production of mini black holes in future colliders.

研究の動機と目的

• $ n \geq 3 $ の高次元ブラックホールにおける重ヒッグス粒子のホーキング放射の分布を調査すること。
• ブラックホールが主にブレーンで放射するとするエマパラノ＝ホロウズ＝マイヤーの予想の妥当性を検証すること。
• 高次元時空における重ヒッグス粒子のバルク放射とブレーン放射の相対的優位性を特定すること。
• 将来の高エネルギー衝突機におけるミニブラックホール生成に及ぼす実験的意義を評価すること。

提案手法

• $(4+n)$次元のシュワルツシルトブラックホール時空における重ヒッグス粒子放射率の数値シミュレーション。
• バルクおよびブレーンチャネルにおける放射スペクトルへの部分波寄与の分析。
• 追加次元（バルク）への放射率と可視3-braneへの放射率の比較。
• 高次元重力およびブレーン・ワールドの設定に適応された標準的なホーキング放射形式の使用。
• 放射確率を計算するために境界条件とモード分解技術の適用。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 高次元ブラックホールからの重ヒッグス粒子放射が、$ n \geq 3 $ の場合にバルクがブレーンを上回るか？
• RQ2 $(4+n)$次元時空において、バルクへの放射率はブレーンへの放射率と比べてどの程度か？
• RQ3 ブラックホールが主にブレーンで放射するとするエマパラノ＝ホロウズ＝マイヤーの予想は、重ヒッグス粒子放射の文脈で妥当か？
• RQ4 バルク支配の放射が、将来の衝突機におけるミニブラックホールの生成と検出にどのような影響を及えるか？

主な発見

• $ n \geq 3 $ の場合、重ヒッグス粒子のバルクへの放射率はブレーンへの放射率を著しく上回る。
• バルク放射の優位性は、ブラックホールが主にブレーンで放射するとするエマパラノ＝ホロウズ＝マイヤーの議論に反する。
• 数値的結果は、高次元ブラックホールがエネルギーを追加次元に優先して放射することを示唆している。
• この結果は、高エネルギー衝突実験におけるミニブラックホールの検出に直接関連しており、バルク放射が可視ブレーン信号を減少させる。