[論文レビュー] On the Perturbations of String-Theoretic Black Holes

Gerald Gilbert|ArXiv.org|Aug 22, 1991

Black Holes and Theoretical Physics被引用数 4

ひとこと要約

この論文は、チャンドラセカールの手法を一般化することで、ストリング理論的ブラックホールの摂動を分析し、代表的なケースとして電荷を帯びた解に注目している。明示的な軸対称ポテンシャル障壁を導出し、ストリング固有の効果—特に負のダイロン場の漸近的値—がそれらのポテンシャルを負にすることを示している。一般相対性理論のブラックホールとは対照的であり、散乱および安定性に顕著な影響を及ぼし、特定の状況ではストリング結合定数に制約を課す可能性がある。

ABSTRACT

The perturbations of string-theoretic black holes are analyzed by generalizing the method of Chandrasekhar. Attention is focussed on the case of the recently considered charged string-theoretic black hole solutions as a representative example. It is shown that string-intrinsic effects greatly alter the perturbed motions of the string-theoretic black holes as compared to the perturbed motions of black hole solutions of the field equations of general relativity, the consequences of which bear on the questions of the scattering behavior and the stability of string-theoretic black holes. The explicit forms of the axial potential barriers surrounding the string-theoretic black hole are derived. It is demonstrated that one of these, for sufficiently negative values of the asymptotic value of the dilaton field, will inevitably become negative in turn, in marked contrast to the potentials surrounding the static black holes of general relativity. Such potentials may in principle be used in some cases to obtain approximate constraints on the value of the string coupling constant. The application of the perturbation analysis to the case of two-dimensional string-theoretic black holes is discussed.

研究の動機と目的

• ストリング理論的効果が一般相対性理論のブラックホールと比較して摂動ダイナミクスにどのように影響を与えるかを理解すること。
• 特に電荷を帯びた解を対象として、ストリング理論的ブラックホールの明示的な軸対称ポテンシャル障壁を導出すること。
• 修正されたポテンシャルがストリング理論的ブラックホールの散乱行動および安定性に与える影響を調査すること。
• これらのポテンシャルがストリング結合定数に制約を課す可能性があるかを検討すること。
• 摂動解析を2次元のストリング理論的ブラックホールに拡張すること。

提案手法

• ストリング理論的ブラックホール解へのチャンドラセカールの摂動理論の一般化。
• 低エネルギーストリング理論の有効作用法を用いて、電荷を帯びたストリング理論的ブラックホールの軸対称ポテンシャル障壁を導出すること。
• ダイロン場の漸近的挙動とそれがポテンシャル障壁の符号に与える影響を分析すること。
• 特に十分に負のダイロン場の漸近的値の下でポテンシャルが負になる条件を検討すること。
• 制限ケースとして、2次元のストリング理論的ブラックホールに摂動フレームワークを適用すること。
• 導出されたポテンシャルを用いて、特定の物理的状況におけるストリング結合定数に制約を導くこと。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ストリング理論的補正は、一般相対性理論的ブラックホールと比較して、ブラックホールの摂動ダイナミクスにどのように影響を与えるか？
• RQ2 ストリング理論的ブラックホールの周囲で、軸対称ポテンシャル障壁がいつ負になるのか？
• RQ3 負のポテンシャル障壁は、ストリング理論的ブラックホールの散乱および安定性にどのような影響を及えるか？
• RQ4 ポテンシャル障壁の形態がストリング結合定数に制約を課す可能性はあるか？
• RQ5 摂動解析は2次元のストリング理論的ブラックホールにどのように拡張されるか？

主な発見

• ストリング理論の低エネルギー有効作用法を用いて、ストリング理論的ブラックホールの軸対称ポテンシャル障壁が明示的に導出された。
• ダイロン場の漸近的値が十分に負の場合、軸対称ポテンシャル障壁の一つが負になることが示され、これは一般相対性理論のブラックホールには見られない挙動である。
• この負のポテンシャル障壁は、一般相対性理論的ダイナミクスとは顕著に異なることを示し、散乱および安定性の性質に顕著な影響を与える。
• 負のポテンシャルの存在は、原則的にストリング結合定数の値に近似制約を課す可能性を示唆する。
• 摂動解析は2次元のストリング理論的ブラックホールにまで拡張され、この手法のより広範な適用可能性を示唆している。
• 改訂版の論文はタイプミスを修正しているが、すべての元の物理的結果および導出を保持している。