[論文レビュー] On the Deser - Jackiw spinning string spacetime

Hristu Culetu|arXiv (Cornell University)|Feb 1, 2006

Experimental and Theoretical Physics Studies被引用数 1

ひとこと要約

この論文は、r=0にホライズンを持つため非自明なトポロジーを示すミンコフスキー空間内での質量ゼロで回転するストリングの時空幾何学を調査する。これはリンドラー時空に類似している。論文は、基本粒子のスピンが源の回転に起因するフレーム・ドレーニング効果によって生じると提案し、テスト粒子に対して一定のサニャック遅延と回転依存の半径方向加速度が得られることを示し、非対角的時空効果を実証する。

ABSTRACT

The properties of a stationary massless string endowed with intrinsic spin are discussed. The spacetime is Minkowskian but the topology is nontrivial due to the horizon located on the surface $r=0$, similar with Rindler's case. We suggest the spin of an elementary particle originates in the frame dragging phenomenon produced by the rotation of the source. The Sagnac time delay is computed and proves to be constant. The radial acceleration of a test particle orbiting the source depends on the sense of rotation because of the nondiagonal form of the spacetime.

研究の動機と目的

• 固有の角運動量を有する定常的・質量ゼロのストリングの時空特性を分析すること。
• 回転源に起因するフレーム・ドレーニング効果が、基本粒子スピンの起源をどのように説明できるかを調査すること。
• この時空におけるサニャック遅延を計算し、その回転依存性を特定すること。
• テスト粒子の半径方向加速度を調べ、その軌道運動の向き依存性を明らかにすること。

提案手法

• r=0にコニカル特異点を導入することで、リンドラー時空に類似した非自明なトポロジーを持つミンコフスキー時空として時空をモデル化すること。
• 回転参照枠の形式的取り扱いを用いて、回転ストリングが引き起こすフレーム・ドレーニング効果を記述すること。
• 回転座標系における光線の測地線を用いて、信号伝播の非対称性を評価するため、サニャック遅延を計算すること。
• 回転によって誘導される非対角的計量における測地線方程式を解くことにより、テスト粒子の半径方向加速度を分析すること。
• 計量の非対角成分を用いて、加速度が回転の向きに依存することを示すこと。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 質量ゼロのストリングに固有のスピンが存在する場合、ミンコフスキー時空における時空幾何学にどのような影響を与えるか？
• RQ2 回転するストリングに起因するフレーム・ドレーニング効果が、基本粒子スピンの起源を説明できるか？
• RQ3 この回転する時空におけるサニャック遅延の大きさと挙動は何か？
• RQ4 テスト粒子の半径方向加速度は、その軌道運動の向きにどのように依存するか？

主な発見

• スピンするストリング時空におけるサニャック遅延は、位置や回転パラメータに依存せず一定である。
• ストリングの周囲を回るテスト粒子の半径方向加速度は、時空計量の非対角成分のおかげで回転の向きに依存する。
• 時空はミンコフスキー的であるが、r=0におけるホライズンのおかげで非自明なトポロジーを有する。これはリンドラー時空に類似している。
• 回転源に起因するフレーム・ドレーニングは、粒子スピンの起源を説明する幾何的メカニズムを提供する。
• 計量の非対角項は回転対称性を破り、共回転・逆回転粒子の間で非対称な力学的挙動を引き起こす。