2021/11/05 更新

写真a

イズミ ケイスケ
泉 圭介
IZUMI Keisuke
所属
素粒子宇宙起源研究所 基礎理論研究部門 講師
大学院担当
大学院多元数理科学研究科
職名
講師

学位 3

  1. 博士(理学) ( 2009年3月   京都大学 ) 

  2. 修士(理学) ( 2006年3月   京都大学 ) 

  3. 学士(理学) ( 2004年3月   京都大学 ) 

研究キーワード 2

  1. 宇宙論

  2. 重力理論

学歴 3

  1. 京都大学   理学研究科 博士課程

    2006年4月 - 2009年3月

  2. 京都大学   理学研究科 修士課程

    2004年4月 - 2006年3月

  3. 京都大学   理学部

    2000年4月 - 2004年3月

 

論文 56

  1. Asymptotic behavior of null geodesics near future null infinity: Significance of gravitational waves

    Amo Masaya, Izumi Keisuke, Tomikawa Yoshimune, Yoshino Hirotaka, Shiromizu Tetsuya

    PHYSICAL REVIEW D   104 巻 ( 6 )   2021年9月

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    記述言語:日本語  

    DOI: 10.1103/PhysRevD.104.064025

    Web of Science

  2. Area bound for surfaces in generic gravitational field

    Izumi Keisuke, Tomikawa Yoshimune, Shiromizu Tetsuya, Yoshino Hirotaka

    PROGRESS OF THEORETICAL AND EXPERIMENTAL PHYSICS   2021 巻 ( 8 )   2021年8月

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    記述言語:日本語  

    DOI: 10.1093/ptep/ptab089

    Web of Science

  3. Perturbative S-matrix unitarity (S*S=1) in R-mu nu(2) gravity

    Abe Yugo, Inami Takeo, Izumi Keisuke

    MODERN PHYSICS LETTERS A   36 巻 ( 16 )   2021年5月

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    記述言語:日本語  

    DOI: 10.1142/S0217732321501054

    Web of Science

  4. Holographic entanglement entropy of a de Sitter braneworld with Lovelock terms

    Kushihara Kouki, Izumi Keisuke, Shiromizu Tetsuya

    PROGRESS OF THEORETICAL AND EXPERIMENTAL PHYSICS   2021 巻 ( 4 )   2021年4月

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    記述言語:日本語  

    DOI: 10.1093/ptep/ptab038

    Web of Science

  5. Loosely trapped surface and dynamically transversely trapping surface in Einstein-Maxwell systems 査読有り 国際誌

    Lee Kangjae, Shiromizu Tetsuya, Yoshino Hirotaka, Izumi Keisuke, Tomikawa Yoshimune

    PROGRESS OF THEORETICAL AND EXPERIMENTAL PHYSICS   2020 巻 ( 10 )   2020年10月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1093/ptep/ptaa133

    Web of Science

  6. Holographic entanglement entropy of deSitter braneworld with Lovelock

    Kouki Kushihara, Keisuke Izumi, Tetsuya Shiromizu

        2021年2月

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    We examine the deSitter entropy in the braneworld model with the
    Gauss-Bonnet/Lovelock terms. Then, we can see that the deSitter entropy
    computed through the Euclidean action exactly coincides with the holographic
    entanglement entropy.

    arXiv

    その他リンク: http://arxiv.org/pdf/2102.12597v1

  7. Area bound for surfaces in generic gravitational field

    Keisuke Izumi, Yoshimune Tomikawa, Tetsuya Shiromizu, Hirotaka Yoshino

        2021年1月

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    We define an attractive gravity probe surface (AGPS) as a compact 2-surface
    $S_\alpha$ with positive mean curvature $k$ satisfying $r^a D_a k / k^2 \ge
    \alpha$ (for a constant $\alpha>-1/2$) in the local inverse mean curvature
    flow, where $r^a D_a k$ is the derivative of $k$ in the outward unit normal
    direction. For asymptotically flat spaces, any AGPS is proved to satisfy the
    areal inequality $A_\alpha \le 4\pi [ ( 3+4\alpha)/(1+2\alpha) ]^2(Gm)^2$,
    where $A_{\alpha}$ is the area of $S_\alpha$ and $m$ is Arnowitt-Deser-Misner
    (ADM) mass. Equality is realized when the space is isometric to the
    $t=$constant hypersurface of the Schwarzschild spacetime and $S_\alpha$ is an
    $r=\mathrm{constant}$ surface with $r^a D_a k / k^2 = \alpha$. We adapt the two
    methods, the inverse mean curvature flow and the conformal flow. Therefore, our
    result is applicable to the case where $S_\alpha$ has multiple components. For
    anti-de Sitter (AdS) spaces, the similar inequality is derived, but the proof
    is performed only by using the inverse mean curvature flow. We also discuss the
    cases with asymptotically locally AdS spaces.

    arXiv

    その他リンク: http://arxiv.org/pdf/2101.03860v1

  8. Perturbative $S$-matrix unitarity ($S^{\dagger}S=1$) in $R_{μν} ^2$ gravity

    Yugo Abe, Takeo Inami, Keisuke Izumi

        2020年12月

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    We show that in the quadratic curvature theory of gravity, or simply $R_{\mu
    \nu} ^2$ gravity, the tree-level unitariy bound (tree unitarity) is violated in
    the UV region but an analog for $S$-matrix unitarity ($SS^{\dagger} = 1$) is
    satisfied. This theory is renormalizable, and hence the failure of tree
    unitarity is a counter example of Llewellyn Smith's conjecture on the relation
    between them. We have recently proposed a new conjecture that $S$-matrix
    unitarity gives the same conditions as renormalizability. We verify that
    $S$-matrix unitarity holds in the matter-graviton scattering at tree level in
    the $R_{\mu \nu} ^2$ gravity, demonstrating our new conjecture.

    arXiv

    その他リンク: http://arxiv.org/pdf/2012.01717v3

  9. Formation of dynamically transversely trapping surfaces and the stretched hoop conjecture 査読有り 国際誌

    Yoshino Hirotaka, Izumi Keisuke, Shiromizu Tetsuya, Tomikawa Yoshimune

    PROGRESS OF THEORETICAL AND EXPERIMENTAL PHYSICS   2020 巻 ( 5 )   2020年5月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1093/ptep/ptaa050

    Web of Science

    arXiv

    その他リンク: http://arxiv.org/pdf/1911.09893v2

  10. Transversely trapping surfaces: Dynamical version 査読有り 国際誌

    Yoshino Hirotaka, Izumi Keisuke, Shiromizu Tetsuya, Tomikawa Yoshimune

    PROGRESS OF THEORETICAL AND EXPERIMENTAL PHYSICS   2020 巻 ( 2 )   2020年2月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1093/ptep/ptz161

    Web of Science

    arXiv

    その他リンク: http://arxiv.org/pdf/1909.08420v2

  11. S-matrix unitarity and renormalizability in higher-derivative theories 査読有り 国際誌

    Abe Yugo, Inami Takeo, Izumi Keisuke, Kitamura Tomotaka, Noumi Toshifumi

    PROGRESS OF THEORETICAL AND EXPERIMENTAL PHYSICS   2019 巻 ( 8 )   2019年8月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1093/ptep/ptz084

    Web of Science

    arXiv

    その他リンク: http://arxiv.org/pdf/1805.00262v1

  12. Invertible field transformations with derivatives: necessary and sufficient conditions

    Eugeny Babichev, Keisuke Izumi, Norihiro Tanahashi, Masahide Yamaguchi

        2019年7月

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    We formulate explicitly the necessary and sufficient conditions for the local
    invertibility of a field transformation involving derivative terms. Our
    approach is to apply the method of characteristics of differential equations,
    by treating such a transformation as differential equations that give new
    variables in terms of original ones. The obtained results generalise the
    well-known and widely used inverse function theorem. Taking into account that
    field transformations are ubiquitous in modern physics and mathematics, our
    criteria for invertibility will find many useful applications.

    arXiv

    その他リンク: http://arxiv.org/pdf/1907.12333v1

  13. Divergence equations and uniqueness theorem of static black holes 査読有り 国際誌

    Nozawa Masato, Shiromizu Tetsuya, Izumi Keisuke, Yamada Sumio

    CLASSICAL AND QUANTUM GRAVITY   35 巻 ( 17 )   2018年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1088/1361-6382/aad206

    Web of Science

    arXiv

    その他リンク: http://arxiv.org/pdf/1805.11385v2

  14. Matter scattering in quadratic gravity and unitarity 査読有り 国際誌

    Abe Yugo, Inami Takeo, Izumi Keisuke, Kitamura Tomotaka

    PROGRESS OF THEORETICAL AND EXPERIMENTAL PHYSICS   2018 巻 ( 3 )   2018年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    We investigate the ultraviolet (UV) behavior of two-scalar elastic scattering<br />
    with graviton exchanges in higher curvature gravity theory. In the Einstein<br />
    gravity, matter scattering is shown not to satisfy tree unitarity at high<br />
    energy. Among a few possible directions to cure unitarity (i.e. UV completion<br />
    of Einstein gravity), string theory, modified gravity, inclusion of<br />
    high-mass/high-spin states, we take $R_{\mu\nu}^2$ gravity coupled to matter.<br />
    We show that the matter scattering with graviton interactions satisfies the<br />
    unitarity bound at high energy, in contrast with the Einstein gravity. The<br />
    difference in unitarity property of the two gravity theories is due to that in<br />
    the UV behavior of the propagator and is probably connected to that in another<br />
    UV property, namely renormalizability property of the two.

    DOI: 10.1093/ptep/pty010

    Web of Science

    arXiv

    その他リンク: http://arxiv.org/pdf/1712.06305v2

  15. On uniqueness of static spacetimes with non-trivial conformal scalar field 査読有り 国際誌

    Tomikawa Yoshimune, Shiromizu Tetsuya, Izumi Keisuke

    CLASSICAL AND QUANTUM GRAVITY   34 巻 ( 15 )   2017年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1088/1361-6382/aa7906

    Web of Science

    arXiv

    その他リンク: http://arxiv.org/pdf/1702.05682v2

  16. Extension of photon surfaces and their area: Static and stationary spacetimes 査読有り 国際誌

    Yoshino Hirotaka, Izumi Keisuke, Shiromizu Tetsuya, Tomikawa Yoshimune

    PROGRESS OF THEORETICAL AND EXPERIMENTAL PHYSICS   2017 巻 ( 6 )   2017年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1093/ptep/ptx072

    Web of Science

    arXiv

    その他リンク: http://arxiv.org/pdf/1704.04637v2

  17. On the uniqueness of the static black hole with conformal scalar hair 査読有り 国際誌

    Tomikawa Yoshimune, Shiromizu Tetsuya, Izumi Keisuke

    PROGRESS OF THEORETICAL AND EXPERIMENTAL PHYSICS   2017 巻 ( 3 )   2017年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1093/ptep/ptx033

    Web of Science

    arXiv

    その他リンク: http://arxiv.org/pdf/1612.01228v3

  18. Area bound for a surface in a strong gravity region 査読有り 国際誌

    Shiromizu Tetsuya, Tomikawa Yoshimune, Izumi Keisuke, Yoshino Hirotaka

    PROGRESS OF THEORETICAL AND EXPERIMENTAL PHYSICS   2017 巻 ( 3 )   2017年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1093/ptep/ptx022

    Web of Science

    arXiv

    その他リンク: http://arxiv.org/pdf/1701.00564v2

  19. Hydro-elastic Complementarity in Black Branes at large D 査読有り 国際誌

    Roberto Emparan, Keisuke Izumi, Raimon Luna, Ryotaku Suzuki, Kentaro Tanabe

    Journal of High Energy Physics   ( 6 )   2016年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:SPRINGER  

    We obtain the effective theory for the non-linear dynamics of black
    branes---both neutral and charged, in asymptotically flat or Anti-deSitter
    spacetimes---to leading order in the inverse-dimensional expansion. We find
    that black branes evolve as viscous fluids, but when they settle down they are
    more naturally viewed as solutions of an elastic soap-bubble theory. The two
    views are complementary: the same variable is regarded in one case as the
    energy density of the fluid, in the other as the deformation of the elastic
    membrane. The large-D theory captures finite-wavelength phenomena beyond the
    conventional reach of hydrodynamics. For asymptotically flat charged black
    branes (either Reissner-Nordstrom or p-brane-charged black branes) it yields
    the non-linear evolution of the Gregory-Laflamme instability at large D and its
    endpoint at stable non-uniform black branes. For Reissner-Nordstrom AdS black
    branes we find that sound perturbations do not propagate (have purely imaginary
    frequency) when their wavelength is below a certain charge-dependent value. We
    also study the polarization of black branes induced by an external electric
    field.

    DOI: 10.1007/JHEP06(2016)117

    Web of Science

    arXiv

    その他リンク: http://arxiv.org/pdf/1602.05752v3

  20. Tree-Unitarity and renormalizability in Lifshitz-scaling theory -- as a toy model of Hořava's gravity theory 査読有り

    Toshiaki Fujimori, Takeo Inami, Keisuke Izumi, Tomotaka Kitamura

        2016年1月

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    We study tree-unitarity and renormalizability in Lifshitz-scaling theory,<br />
    which is characterized by an anisotropic scaling between the spacial and time<br />
    directions. Due to the lack of the Lorentz symmetry, the conditions for both<br />
    unitarity and renormalizability are modified from those in relativistic<br />
    theories. For renormalizability, the conventional discussion of the power<br />
    counting conditions has to be extended. Because of the dependence of $S$-matrix<br />
    elements on the reference frame, unitarity requires stronger conditions than<br />
    those in relativistic cases. We show that the conditions for unitarity and<br />
    renormalizabilty are identical as in relativistic theories. We discuss the<br />
    importance of symmetries for a theory to be renormalizable.

    DOI: 10.1142/9789813203952_0054

    arXiv

    その他リンク: http://arxiv.org/pdf/1601.06470v1

  21. Tree-Level Unitarity and Renormalizability in Lifshitz Scalar Theory 査読有り 国際誌

    Toshiaki Fujimori, Takeo Inami, Keisuke Izumi, Tomotaka Kitamura

    Progress of Theoretical and Experimental Physics   ( 1 )   2015年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:OXFORD UNIV PRESS INC  

    We study unitarity and renormalizability in the Lifshitz scalar field theory,
    which is characterized by an anisotropic scaling between the space and time
    directions. Without the Lorentz symmetry, both the unitarity and the
    renormalizability conditions are modified from those in relativistic theories.
    We show that for renormalizability, an extended version of the power counting
    condition is required in addition to the conventional one. The unitarity bound
    for S-matrix elements also gives stronger constraints on interaction terms
    because of the reference frame dependence of scattering amplitudes. We prove
    that both unitarity and renormalizability require identical conditions as in
    the case of conventional relativistic theories.

    DOI: 10.1093/ptep/ptv185

    Web of Science

    arXiv

    その他リンク: http://arxiv.org/pdf/1510.07237v1

  22. Boundary effect of anomaly-induced action (vol 92, 024035, 2015) 査読有り

    Che-Min Shen, Keisuke Izumi, Pisin Chen

    PHYSICAL REVIEW D   92 巻 ( 4 )   2015年8月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:AMER PHYSICAL SOC  

    DOI: 10.1103/PhysRevD.92.049902

    Web of Science

  23. Boundary effect of anomaly-induced action 査読有り

    Che-Min Shen, Keisuke Izumi, Pisin Chen

    PHYSICAL REVIEW D   92 巻 ( 2 )   2015年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER PHYSICAL SOC  

    We discuss the boundary effect of anomaly-induced action in two-dimensional spacetime, which is ignored in previous studies. Anomaly-induced action, which gives the stress tensor with the same trace as the trace anomaly, can be represented in terms of local operators by introducing an auxiliary scalar field. Although the degrees of freedom of the auxiliary field can in principle describe the quantum states of the original field, the principal relation between them was unclear. We show here that, by considering the boundary effect, the solutions of classical auxiliary fields are naturally related to the quantum states of the original field. We demonstrate this conclusion via several examples such as the flat, black hole, and the de Sitter spacetime.

    DOI: 10.1103/PhysRevD.92.024035

    Web of Science

    arXiv

  24. Power-counting and renormalizability in Lifshitz scalar theory 査読有り 国際誌

    Keisuke Izumi

    Physical Review D   91 巻 ( 12 )   2015年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER PHYSICAL SOC  

    We study the renormalizability in theories of a self-interacting Lifshitz
    scalar field. We show that although the statement of power-counting is true at
    one-loop order, in generic cases where the scalar field is dimensionless, an
    infinite number of counter terms are involved in the renormalization procedure.
    This problem can be avoided by imposing symmetries, the shift symmetry in the
    present paper, which allow only a finite number of counter terms to appear. The
    symmetry requirements might have important implications for the construction of
    matter field sectors in the Horava-Lifshitz gravity.

    DOI: 10.1103/physrevd.91.125007

    Web of Science

    arXiv

    その他リンク: http://arxiv.org/pdf/1502.01820v1

  25. Ghosts in the self-accelerating DGP branch with Gauss–Bonnet effect 査読有り 国際誌

    Keisuke Izumi

    The European Physical Journal C   75 巻 ( 6 )   2015年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:SPRINGER  

    The Dvali-Gabadadze-Porrati brane-world model provides a possible approach to
    address the late-time cosmic acceleration. However, it has subsequently been
    pointed out that a ghost instability will arise on the self-accelerating
    branch. Here, we carefully investigate whether this ghost problem could be
    possibly cured by introducing the Gauss-Bonnet term in the five-dimensional
    bulk action, a natural generalization to the Dvali-Gabadadze-Porrati model. Our
    analysis is carried out for a background where a de Sitter brane is embedded in
    an anti-de Sitter bulk. Our result shows that the ghost excitations cannot be
    avoided even in this modified model.

    DOI: 10.1140/epjc/s10052-015-3463-0

    Web of Science

    arXiv

    その他リンク: http://arxiv.org/pdf/1405.0850v2

  26. New definition of a wormhole throat 査読有り 国際誌

    Tomikawa Yoshimune, Izumi Keisuke, Shiromizu Tetsuya

    PHYSICAL REVIEW D   91 巻 ( 10 )   2015年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1103/PhysRevD.91.104008

    Web of Science

    arXiv

  27. The boundary effect of anomaly-induced action 査読有り

    Che-Min Shen, Keisuke Izumi, Pisin Chen

    Physical Review D     2015年5月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    We discuss the boundary effect of anomaly-induced action in two-dimensional
    spacetime, which is ignored in previous studies. Anomaly-induced action, which
    gives the stress tensor with the same trace as the trace anomaly, can be
    represented in terms of local operators by introducing an auxiliary scalar
    field. Although the degrees of freedom of the auxiliary field can in principle
    describe the quantum states of the original field, the principal relation
    between them was unclear. We show here that, by considering the boundary
    effect, the solutions of classical auxiliary fields are naturally related to
    the quantum states of the original field. We demonstrate this conclusion via
    several examples such as the flat, black hole and the de Sitter spacetime.

    DOI: 10.1103/PhysRevD.92.024035

    arXiv

    その他リンク: http://arxiv.org/pdf/1505.00959v1

  28. Problems of massive gravities 査読有り 国際誌

    S. Deser, K. Izumi, Y. C. Ong, A. Waldron

    MODERN PHYSICS LETTERS A   30 巻 ( 3-4 )   2015年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:WORLD SCIENTIFIC PUBL CO PTE LTD  

    The method of characteristics is a key tool for studying consistency of equations of motion; it allows issues such as predictability, maximal propagation speed, superluminality, unitarity and acausality to be addressed without requiring explicit solutions. We review this method and its application to massive gravity (mGR) theories to show the limitations of these models' physical viability: Among their problems are loss of unique evolution, superluminal signals, matter coupling inconsistencies and micro-acausality (propagation of signals around local closed time-like curves (CTCs)/closed causal curves (CCCs)). We extend previous no-go results to the entire three-parameter range of mGR theories. It is also argued that bimetric models suffer a similar fate.

    DOI: 10.1142/S0217732315400064

    Web of Science

    arXiv

  29. Boundary effect of anomaly-induced action 査読有り 国際誌

    Che-Min Shen, Keisuke Izumi, Pisin Chen

    Physical Review D     2015年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1103/PhysRevD.92.049902, 10.1103/PhysRevD.92.024035

  30. Remnant Symmetry, Propagation and Evolution in f(T) Gravity 査読有り 国際誌

    Pisin Chen, Keisuke Izumi, James M. Nester, Yen Chin Ong

    PHYSICAL REVIEW D   91 巻 ( 6 )   2014年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER PHYSICAL SOC  

    It was recently argued that f(T) gravity could inherit "remnant symmetry"
    from the full Lorentz group, despite the fact that the theory is not locally
    Lorentz invariant. Confusion has arisen regarding the implication of this
    result for the previous works, which established that f(T) gravity is
    pathological due to superluminal propagation, local acausality, and non-unique
    time evolution. We clarify that the existence of the "remnant group" does not
    rid the theory of these various problems, but instead strongly supports it.

    DOI: 10.1103/PhysRevD.91.064003

    Web of Science

    arXiv

    その他リンク: http://arxiv.org/pdf/1412.8383v3

  31. Wormhole on DGP brane 査読有り 国際誌

    Tomikawa Yoshimune, Shiromizu Tetsuya, Izumi Keisuke

    PHYSICAL REVIEW D   90 巻 ( 12 )   2014年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1103/PhysRevD.90.126001

    Web of Science

    arXiv

    その他リンク: http://arxiv.org/pdf/1409.6816v2

  32. DGP braneworld with a bubble of nothing 査読有り 国際誌

    Izumi Keisuke, Shiromizu Tetsuya

    PHYSICAL REVIEW D   90 巻 ( 4 )   2014年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1103/PhysRevD.90.046005

    Web of Science

    arXiv

  33. Causal structures in Gauss-Bonnet gravity 査読有り 国際誌

    Keisuke Izumi

    Physical Review D     2014年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1103/physrevd.90.044037

  34. Superluminal Propagation and Acausality of Nonlinear Massive Gravity 査読有り

    S. Deser, K. Izumi, Y. C. Ong, A. Waldron

        2013年12月

     詳細を見る

    Massive gravity is an old idea: trading geometry for mass. Much effort has<br />
    been expended on establishing a healthy model, culminating in the current<br />
    ghost-free version. We summarize here our recent findings -- that it is still<br />
    untenable -- because it is locally acausal: CTC solutions can be constructed in<br />
    a small neighborhood of any event.

    DOI: 10.1142/9789814590112_0029

    arXiv

  35. Massive gravity acausality redux 査読有り 国際誌

    S. Deser, K. Izumi, Y.C. Ong, A. Waldron

    Physics Letters B   726 巻 ( 1-3 ) 頁: 544 - 548   2013年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV  

    Massive gravity (mGR) is a 5(= 2s + 1) degree of freedom, finite range extension of GR. However, amongst other problems, it is plagued by superluminal propagation, first uncovered via a second order shock analysis. First order mGR shock structures have also been studied, but the existence of superluminal propagation in that context was left open. We present here a concordance of these methods, by an explicit (first order) characteristic matrix computation, which confirms mGR's superluminal propagation as well as acausality. (C) 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/j.physletb.2013.09.001

    Web of Science

    arXiv

  36. Acausality and Nonunique Evolution in Generalized Teleparallel Gravity 査読有り 国際誌

    Keisuke Izumi, Je-An Gu, Yen Chin Ong

    PHYSICAL REVIEW D   89 巻 ( 8 )   2013年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER PHYSICAL SOC  

    We show the existence of physical superluminal modes and acausality in the
    Brans-Dicke type of extension of teleparallel gravity that includes F(T)
    gravity and teleparallel dark energy as special cases. We derive the
    characteristic hypersurface for the extra degrees of freedom in the theory,
    thereby showing that the time evolution is not unique and closed causal curves
    can appear. Furthermore, we present a concrete disastrous solution in Bianchi
    type I spacetime, in which the anisotropy in expansion can be any function of
    time, and thus anisotropy can emerge suddenly, a simple demonstration that the
    theory is physically problematic.

    DOI: 10.1103/PhysRevD.89.084025

    Web of Science

    arXiv

    その他リンク: http://arxiv.org/pdf/1309.6461v2

  37. Tensor Perturbations from Brane-World Inflation with Curvature Effects 査読有り 国際誌

    Mariam Bouhmadi-Lopez, Yen-Wei Liu, Keisuke Izumi, Pisin Chen

    PHYSICAL REVIEW D   89 巻 ( 6 )   2013年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER PHYSICAL SOC  

    The brane-world scenario provides an intriguing possibility to explore the
    phenomenological cosmology implied by string/M theory. In this paper, we
    consider a modified Randall-Sundrum single brane model with two natural
    generalizations: a Gauss-Bonnet term in the five-dimensional bulk action as
    well as an induced gravity term in the four-dimensional brane action, which are
    the leading-order corrections to the Randall-Sundrum model. We study the
    influence of these combined effects on the evolution of the primordial
    gravitational waves generated during an extreme slow-roll inflation on the
    brane. The background, for the early inflationary era, is then modeled through
    a de Sitter brane embedded within an anti-de Sitter bulk. In this framework, we
    show that both effects tend to suppress the Randall-Sundrum enhancement of the
    amplitude of the tensor perturbations at relatively high energies. Moreover,
    the Gauss-Bonnet effect, relative to standard general relativity, will abruptly
    enhance the tensor-to-scalar ratio and break the standard consistency relation
    at high energies, which cannot be evaded by invoking the induced gravity
    effect, even though the induced gravity strength would mildly counterbalance
    these significant changes at high energies. We note that the brane-world model
    with or without the induced gravity effect fulfills the consistency relation.
    Finally, we discuss some implications of the observational constraints.

    DOI: 10.1103/PhysRevD.89.063501

    Web of Science

    arXiv

    その他リンク: http://arxiv.org/pdf/1308.5765v2

  38. Natural Emergence of Cosmological Constant and Dark Radiation from Stephenson-Kilmister-Yang-Camenzind Theory of Gravity 査読有り 国際誌

    Pisin Chen, Keisuke Izumi, Nien-En Tung

    Physical Review D   88 巻 ( 12 )   2013年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER PHYSICAL SOC  

    We show that the Stephenson-Kilmister-Yang (SKY) equation combined with
    Camenzind's matter current term naturally provides the cosmological constant
    and dark radiation as integration constants of the SKYC field equation. To
    characterize the property of the dark radiation, we develop a method to
    separate it from the ordinary radiation. We found a special property of
    Camenzind's matter current, namely that the solution space for radiation in
    fact belongs to that of the vacuum solution of SKY equation. We also found that
    his matter current does not obey the conservation condition suggested by
    Kilmister. Finally, we discuss the possible role of dark radiation emergent
    from the SKYC theory in recent cosmic-microwave-background observations and its
    implications to the inflation scenario.

    DOI: 10.1103/PhysRevD.88.123006

    Web of Science

    arXiv

    その他リンク: http://arxiv.org/pdf/1304.6334v1

  39. An Analysis of Characteristics in Non-Linear Massive Gravity 査読有り 国際誌

    Keisuke Izumi, Yen Chin Ong

    Classical and Quantum Gravity     2013年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    We study the Cauchy problem in a special case of non-linear massive gravity:
    the two-tensor "f-g" theory. Despite being ghost-free, it has recently been
    argued that the theory is inherently problematic due to the existence of
    superluminal shock waves. Furthermore it is claimed that acausal characteristic
    can arise for any choice of background. In order to further understand the
    causal structure of the theory, we carefully perform a detailed analysis of the
    characteristic equations and show that the theory does admit a well-posed
    Cauchy problem, i.e., there exist hypersurfaces that are not characteristic
    hypersurface. Puzzles remain regarding the existence of a superluminal
    propagating mode in both the f-g theory, as well as in the full non-linear
    massive gravity. That is, our result should not be taken as any indication of
    the healthiness of the theory. We also give a detailed review of
    Cauchy-Kovalevskaya theorem and its application in the Appendix, which should
    be useful for investigating causal structures of other theories of gravity.

    DOI: 10.1088/0264-9381/30/18/184008

    arXiv

    その他リンク: http://arxiv.org/pdf/1304.0211v2

  40. Problems with Propagation and Time Evolution in f(T) Gravity 査読有り 国際誌

    Yen Chin Ong, Keisuke Izumi, James M. Nester, Pisin Chen

    Physical Review D   88 巻 ( 2 )   2013年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER PHYSICAL SOC  

    Teleparallel theories of gravity have a long history. They include a special
    case referred to as the Teleparallel Equivalent of General Relativity (TEGR,
    aka GR$_{\|}$). Recently this theory has been generalized to f(T) gravity.
    Tight constraints from observations suggest that f(T) gravity is not as robust
    as initially hoped. This might hint at hitherto undiscovered problems at the
    theoretical level. In this work, we point out that a generic f(T) theory can be
    expected to have certain problems including superluminal propagating modes, the
    presence of which can be revealed by using the characteristic equations that
    govern the dynamics in f(T) gravity and/or the Hamiltonian structure of the
    theory via Dirac constraint analysis. We use several examples from simpler
    gauge field theories to explain how such superluminal modes could arise. We
    also point out problems with the Cauchy development of a constant time
    hypersurface in FLRW spacetime in f(T) gravity. The time evolution from a FLRW
    (and as a special case, Minkowski spacetime) initial condition is not unique.

    DOI: 10.1103/PhysRevD.88.024019

    Web of Science

    arXiv

    その他リンク: http://arxiv.org/pdf/1303.0993v2

  41. Cosmological Perturbation in f(T) Gravity Revisited 査読有り 国際誌

    Keisuke Izumi, Yen Chin Ong

    Journal of Cosmology and Astroparticle Physics     2012年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    We perform detailed investigation of cosmological perturbations in f(T)
    theory of gravity coupled with scalar field. Our work emphasizes on the way to
    gauge fix the theory and we examine all possible modes of perturbations up to
    second order. The analysis includes pseudoscalar and pseudovector modes in
    addition to the usual scalar, vector, and tensor modes. We find no
    gravitational propagating degree of freedom in the scalar, pseudoscalar,
    vector, as well as pseudovector modes. In addition, we find that the scalar and
    tensor perturbations have exactly the same form as their counterparts in usual
    general relativity with scalar field, except that the factor of reduced Planck
    mass squared $M_{\text{pl } }^2 \equiv 1/(8\pi G)$ that occurs in the latter has
    now been replaced by an effective time-dependentgravitational coupling $-2
    (df/dT)|_{T=T_0}$, with $T_0$ being the background torsion scalar. The absence
    of extra degrees of freedom of f(T) gravity at second order linear perturbation
    indicates that f(T) gravity is highly nonlinear. Consequently one cannot
    conclusively analyze stability of the theory without performing nonlinear
    analysis that can reveal the propagation of the extra degrees of freedom.

    DOI: 10.1088/1475-7516/2013/06/029

    arXiv

    その他リンク: http://arxiv.org/pdf/1212.5774v2

  42. Spherically symmetric analysis on open FLRW solution in non-linear massive gravity 査読有り 国際誌

    Chien-I Chiang, Keisuke Izumi, Pisin Chen

    Journal of Cosmology and Astroparticle Physics   ( 12 )   2012年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:IOP PUBLISHING LTD  

    We study non-linear massive gravity in the spherically symmetric context. Our
    main motivation is to investigate the effect of helicity-0 mode which remains
    elusive after analysis of cosmological perturbation around an open
    Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker (FLRW) universe. The non-linear form of the
    effective energy-momentum tensor stemming from the mass term is derived for the
    spherically symmetric case. Only in the special case where the area of the two
    sphere is not deviated away from the FLRW universe, the effective energy
    momentum tensor becomes completely the same as that of cosmological constant.
    This opens a window for discriminating the non-linear massive gravity from
    general relativity (GR). Indeed, by further solving these spherically symmetric
    gravitational equations of motion in vacuum to the linear order, we obtain a
    solution which has an arbitrary time-dependent parameter. In GR, this parameter
    is a constant and corresponds to the mass of a star. Our result means that
    Birkhoff's theorem no longer holds in the non-linear massive gravity and
    suggests that energy can probably be emitted superluminously (with infinite
    speed) on the self-accelerating background by the helicity-0 mode, which could
    be a potential plague of this theory.

    DOI: 10.1088/1475-7516/2012/12/025

    Web of Science

    arXiv

    その他リンク: http://arxiv.org/pdf/1208.1222v2

  43. Trispectrum estimation in various models of equilateral type non-Gaussianity 査読有り 国際誌

    Keisuke Izumi, Shuntaro Mizuno, Kazuya Koyama

    Physical Review D   85 巻 ( 2 )   2011年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER PHYSICAL SOC  

    We calculate the shape correlations between trispectra in various equilateral
    non-Gaussian models, including DBI inflation, ghost inflation and Lifshitz
    scalars, using the full trispectrum as well as the reduced trispectum. We find
    that most theoretical models are distinguishable from the shapes of primordial
    trispectra except for several exceptions where it is difficult to discriminate
    between the models, such as single field DBI inflation and a Lifshitz scalar
    model. We introduce an estimator for the amplitude of the trispectrum, $g_{\rm
    NL} ^{equil}$ and relate it to model parameters in various models. Using
    constraints on $g_{\rm NL} ^{equil}$ from WMAP5, we give constraints on the
    model parameters.

    DOI: 10.1103/PhysRevD.85.023521

    Web of Science

    arXiv

    その他リンク: http://arxiv.org/pdf/1109.3746v3

  44. Systematic solution-generation of five-dimensional black holes 査読有り 国際誌

    Hideo Iguchi, Keisuke Izumi, Takashi Mishima

    Progress of Theoretical Physics Supplement   ( 189 ) 頁: 93 - 125   2011年6月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:PROGRESS THEORETICAL PHYSICS PUBLICATION OFFICE  

    Solitonic solution-generating methods are powerful tools to construct
    nontrivial black hole solutions of the higher-dimensional Einstein equations
    systematically. In five dimensions particularly, the solitonic methods can be
    successfully applied to the construction of asymptotically Minkowski spacetimes
    with multiple horizons. We review the solitonic methods applicable to
    higher-dimensional vacuum spacetimes and present some five-dimensional examples
    derived from the methods.

    DOI: 10.1143/PTPS.189.93

    Web of Science

    arXiv

    その他リンク: http://arxiv.org/pdf/1106.0387v3

  45. Nonlinear superhorizon perturbations in Horava-Lifshitz gravity 査読有り 国際誌

    Keisuke Izumi, Shinji Mukohyama

    Physical Review D   84 巻 ( 6 )   2011年5月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER PHYSICAL SOC  

    We perform a fully nonlinear analysis of superhorizon perturbation in
    Ho\v{r}ava-Lifshitz gravity, based on the gradient expansion method. We present
    a concrete expression for the solution of gravity equations up to the second
    order in the gradient expansion, and prove that the solution can be extended to
    any order. The result provides yet another example for analogue of the
    Vainshtein effect: the nonlinear solution is regular in the limit $\lambda\to
    1$ and recovers general relativity coupled to dark matter at low energy.
    Finally, we propose a definition of nonlinear curvature perturbation ${\cal R}$
    in Ho\v{r}ava-Lifshitz gravity and show that it is conserved up to the first
    order in the gradient expansion.

    DOI: 10.1103/PhysRevD.84.064025

    Web of Science

    arXiv

    その他リンク: http://arxiv.org/pdf/1105.0246v2

  46. Non-Gaussianity from Lifshitz Scalar 査読有り 国際誌

    Keisuke Izumi, Takeshi Kobayashi, Shinji Mukohyama

    Journal of Cosmology and Astroparticle Physics   ( 10 )   2010年8月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:IOP PUBLISHING LTD  

    A Lifshitz scalar with the dynamical critical exponent z = 3 obtains
    scale-invariant, super-horizon field fluctuations without the need of an
    inflationary era. Since this mechanism is due to the special scaling of the
    Lifshitz scalar and persists in the presence of unsuppressed self-couplings,
    the resulting fluctuation spectrum can deviate from a Gaussian distribution. We
    study the non-Gaussian nature of the Lifshitz scalar's intrinsic field
    fluctuations, and show that primordial curvature perturbations sourced from
    such field fluctuations can have large non-Gaussianity of order f_NL = O(100),
    which will be detected by upcoming CMB observations. We compute the bispectrum
    and trispectrum of the fluctuations, and discuss their configurations in
    momentum space. In particular, the bispectrum is found to take various shapes,
    including the local, equilateral, and orthogonal shapes. Intriguingly, all
    integrals in the in-in formalism can be performed analytically.

    DOI: 10.1088/1475-7516/2010/10/031

    Web of Science

    arXiv

    その他リンク: http://arxiv.org/pdf/1008.1406v2

  47. Trispectrum from Ghost Inflation 査読有り 国際誌

    Keisuke Izumi, Shinji Mukohyama

    Journal of Cosmology and Astroparticle Physics   ( 6 )   2010年4月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:IOP PUBLISHING LTD  

    Ghost inflation predicts almost scale-invariant primordial cosmological
    perturbations with relatively large non-Gaussianity. The bispectrum is known to
    have a large contribution at the wavenumbers forming an equilateral triangle
    and the corresponding nonlinear parameter $f_{NL}^{equil}$ is typically of
    order $O(10^2)$. In this paper we calculate trispectrum from ghost inflation
    and show that the corresponding nonlinear parameter $\tau_{NL}$ is typically of
    order $O(10^4)$. We investigate the shape dependence of the trispectrum and see
    that it has some features different from DBI inflation. Therefore, our result
    may be useful as a template to distinguish ghost inflation from other models of
    inflation by future experiments.

    DOI: 10.1088/1475-7516/2010/06/016

    Web of Science

    arXiv

    その他リンク: http://arxiv.org/pdf/1004.1776v1

  48. Stellar center is dynamical in Horava-Lifshitz gravity 査読有り 国際誌

    Keisuke Izumi, Shinji Mukohyama

    Physical Review D   81 巻 ( 4 )   2009年11月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER PHYSICAL SOC  

    In Horava-Lifshitz gravity, regularity of a solution requires smoothness of
    not only the spacetime geometry but also the foliation. As a result, the
    regularity condition at the center of a star is more restrictive than in
    general relativity. Assuming that the energy density is a piecewise-continuous,
    non-negative function of the pressure and that the pressure at the center is
    positive, we prove that the momentum conservation law is incompatible with the
    regularity at the center for any spherically-symmetric, static configurations.
    The proof is totally insensitive to the structure of higher spatial curvature
    terms and, thus, holds for any values of the dynamical critical exponent $z$.
    Therefore, we conclude that a spherically-symmetric star should include a
    time-dependent region near the center. We also comment on the condition under
    which linear instability of the scalar graviton does not show up.

    DOI: 10.1103/PhysRevD.81.044008

    Web of Science

    arXiv

    その他リンク: http://arxiv.org/pdf/0911.1814v2

  49. Particle production in models with helicity-0 graviton ghost in de Sitter spacetime 査読有り 国際誌

    Keisuke Izumi, Takahiro Tanaka

    Progress of Theoretical Physics   121 巻 ( 2 ) 頁: 427 - 436   2008年10月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    We revisit the problem of the helicity-0 ghost mode of massive graviton in
    the de Sitter background. In general, the presence of a ghost particle, which
    has negative energy, drives the vacuum to be unstable through pair production
    of ghost particles and ordinary particles. In the case that the vacuum state
    preserves the de Sitter invariance, the number density created by the pair
    production inevitably diverges due to unsuppressed ultra-violet(UV)
    contributions. In such cases one can immediately conclude that the model is not
    viable. However, in the massive gravity theory we cannot construct a vacuum
    state which respects the de Sitter invariance. Therefore the presence of a
    ghost does not immediately mean the breakdown of the model. Explicitly
    estimating the number density and the energy density of particles created by
    the pair production of two conformal scalar particles and one helicity-0 ghost
    graviton, we find that these densities both diverge. However, since models with
    helicity-0 ghost graviton have no de Sitter invariant vacuum state, it is
    rather natural to consider a UV cutoff scale in the three-dimensional momentum
    space. Then, even if we take the cutoff scale as large as the Planck scale, the
    created number density and energy density are well suppressed. In many models
    the cutoff scale is smaller than the Planck scale. In such models the created
    number density and the energy density are negligiblly small as long as only the
    physics below the cutoff scale is concerned.

    DOI: 10.1143/PTP.121.427

    Scopus

    arXiv

    その他リンク: http://arxiv.org/pdf/0810.4811v1

  50. Massive spin-2 ghost in de sitter spacetime

    K. Izumi, K. Koyama, O. Pujolas, T. Tanaka

    Proceedings of the 18th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan, JGRG 2008     2008年

     詳細を見る

    記述言語:英語  

  51. Orthogonal black di-ring solution 査読有り 国際誌

    Keisuke Izumi

    Progress of Theoretical Physics   119 巻 ( 5 ) 頁: 757 - 774   2007年12月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    We construct a five dimensional exact solution of the orthogonal black
    di-ring which has two black rings whose $S^1$-rotating planes are orthogonal.
    This solution has four free parameters which represent radii of and speeds of
    $S^1$-rotation of the black rings. We use the inverse scattering method. This
    method needs the seed metric. We also present a systematic method how to
    construct a seed metric. Using this method, we can probably construct other
    solutions having many black rings on the two orthogonal planes with or without
    a black hole at the center.

    DOI: 10.1143/PTP.119.757

    Scopus

    arXiv

    その他リンク: http://arxiv.org/pdf/0712.0902v3

  52. Bubbles in the self-accelerating universe 査読有り 国際誌

    Keisuke Izumi, Kazuya Koyama, Oriol Pujolàs, Takahiro Tanaka

    Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology   76 巻 ( 10 )   2007年11月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    We revisit the issue of the stability in the Dvali-Gabadadze-Porrati model by considering the nucleation of bubbles of the conventional branch within the self-accelerating branch. We construct an instanton describing this process in the thin wall approximation. On one side of the bubble wall, the bulk consists of the exterior of the brane, while on the other side it is the interior. The solution requires the presence of a 2-brane (the bubble wall) which induces the transition. However, we show that this instanton cannot be realized as the thin wall limit of any smooth solution. Once the bubble thickness is resolved, the equations of motion do not allow O(4) symmetric solutions joining the two branches. We conclude that the thin wall instanton is unphysical, and that one cannot have processes connecting the two branches, unless negative tension bubble walls are introduced. This also suggests that the self-accelerating branch does not decay into the conventional branch nucleating bubbles. We comment on other kinds of bubbles that could interpolate between the two branches. © 2007 The American Physical Society.

    DOI: 10.1103/PhysRevD.76.104041

    Scopus

  53. No de Sitter invariant vacuum in massive gravity theory with ghost 査読有り 国際誌

    Keisuke Izumi, Takahiro Tanaka

    Progress of Theoretical Physics   121 巻 ( 2 ) 頁: 419 - 426   2007年9月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    In this letter we point out that the massive gravity theory with a graviton
    ghost mode in de Sitter background cannot possess a de Sitter invariant vacuum
    state. In order to avoid a negative norm state, we must associate the creation
    operator of the ghost mode with a negative-energy mode function instead of a
    positive-energy one as the mode function. Namely, we have to adopt a different
    procedure of quantization for a ghost. When a theory has a symmetry mixing a
    ghost mode with ordinary non-ghost modes, the choice of a ghost mode is not
    unique. However, quantization of a ghost is impossible without specifying a
    choice of ghost mode, which breaks the symmetry. For this reason, the vacuum
    state cannot respect the symmetry. In the massive gravity theory with a
    graviton ghost mode in de Sitter background, the ghost is the helicity-0 mode
    of the graviton. This ghost mode is mixed with the other helicity graviton
    modes under the action of de Sitter symmetry. Therefore, there is no de Sitter
    invariant vacuum in such models. This leads to an interesting possibility that
    non-covariant cutoff of the low energy effective theory may naturally arise. As
    a result, the instability due to the pair production of a ghost and normal
    non-ghost particles gets much milder and that the model may escape from being
    rejected.

    DOI: 10.1143/PTP.121.419

    Scopus

    arXiv

    その他リンク: http://arxiv.org/pdf/0709.0199v2

  54. Renormalized Newtonian Cosmic Evolution with Primordial Non-Gaussianity 査読有り 国際誌

    Keisuke Izumi, Jiro Soda

    Physical Review D   76 巻 ( 8 )   2007年6月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:AMER PHYSICAL SOC  

    We study Newtonian cosmological perturbation theory from a field theoretical
    point of view. We derive a path integral representation for the cosmological
    evolution of stochastic fluctuations. Our main result is the closed form of the
    generating functional valid for any initial statistics. Moreover, we extend the
    renormalization group method proposed by Mataresse and Pietroni to the case of
    primordial non-Gaussian density and velocity fluctuations. As an application,
    we calculate the nonlinear propagator and examine how the non-Gaussianity
    affects the memory of cosmic fields to their initial conditions. It turns out
    that the non-Gaussianity affect the nonlinear propagator. In the case of
    positive skewness, the onset of the nonlinearity is advanced with a given
    comoving wavenumber. On the other hand, the negative skewness gives the
    opposite result.

    DOI: 10.1103/PhysRevD.76.083517

    Web of Science

    arXiv

    その他リンク: http://arxiv.org/pdf/0706.1604v2

  55. Unexorcized ghost in DGP brane world 査読有り 国際誌

    Keisuke Izumi, Kazuya Koyama, Takahiro Tanaka

    Journal of High Energy Physics   2007 巻 ( 4 )   2006年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The braneworld model of Dvali-Gabadadze-Porrati realizes the
    self-accelerating universe. However, it is known that this cosmological
    solution contains a spin-2 ghost. We study the possibility of avoiding the
    appearance of the ghost by slightly modifying the model, introducing the second
    brane. First we consider a simple model without stabilization of the separation
    of the brane. By changing the separation between the branes, we find we can
    erase the spin-2 ghost. However, this can be done only at the expense of the
    appearance of a spin-0 ghost instead. We discuss why these two different types
    of ghosts are correlated. Then, we examine a model with stabilization of the
    brane separation. Even in this case, we find that the correlation between
    spin-0 and spin-2 ghosts remains. As a result we find we cannot avoid the
    appearance of ghost by two-branes model.

    DOI: 10.1088/1126-6708/2007/04/053

    Scopus

    arXiv

    その他リンク: http://arxiv.org/pdf/hep-th/0610282v3

  56. The avoidance of the ghost problem in the DGP brane world: Two-branes model

    K. Izumi, T. Tanaka

    Proceedings of the 15th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan, JGRG 2005     頁: 135 - 138   2005年

     詳細を見る

    記述言語:英語  

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講演・口頭発表等 42

  1. Area bound for surfaces in generic gravitational field 国際会議

    K. Izumi

    Online JGRG Webinar Series 

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    開催年月日: 2021年3月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  2. S行列ユニタリ性と繰り込み可能性

    阿部 裕悟、稲見 武夫、泉 圭介

    日本物理学会 第 76 回年次大会 

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    開催年月日: 2021年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  3. Causal structures in Gauss-Bonnet gravity 招待有り 国際会議

    Keisuke Izumi

    Miyazaki Workshop on Particle Physics and Cosmology in 2020  

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    開催年月日: 2020年1月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  4. Causal structures in Gauss-Bonnet gravity 招待有り 国際会議

    Keisuke Izumi

    4th Korea-Japan bilateral workshop on String axion cosmology 

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    開催年月日: 2020年1月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  5. Invertible field transformations with derivatives: necessary and sufficient conditions 招待有り 国際会議

    Keisuke Izumi

    Gravitation and Mathematical Relativity 

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    開催年月日: 2019年12月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:中華人民共和国  

  6. Causal structures in Gauss-Bonnet gravity 招待有り 国際会議

    Keisuke Izumi

    the APCTP workshop of Gravity, Strings and QM Matter 

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    開催年月日: 2019年11月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:大韓民国  

  7. Invertible field transformations with derivatives: necessary and sufficient conditions 招待有り 国際会議

    Keisuke Izumi

    3rd Korea-Japan bilateral workshop on String axion cosmology 

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    開催年月日: 2019年10月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:大韓民国  

  8. Penrose inequality for photon surface 招待有り 国際会議

    Keisuke Izumi

    Mini-workshop "Black holes and neutron stars imagination and reality" 

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    開催年月日: 2019年9月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:ベトナム社会主義共和国  

  9. S-matrix Unitarity and Renormalizability 招待有り 国際会議

    Keisuke Izumi

    1-day Workshop on Quantum Gravity 

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    開催年月日: 2019年7月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  10. Locality and Causality 招待有り 国際会議

    Keisuke Izumi

    The 2nd Korea-Japan bilateral workshop on String Axion Cosmology 

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    開催年月日: 2019年1月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  11. Loosely trapped surface 招待有り 国際会議

    Keisuke Izumi

    Korea-Japan bilateral workshop on String axion cosmology 

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    開催年月日: 2018年11月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:大韓民国  

  12. On uniqueness of static black hole in Einstein-conformal scalar 国際会議

    Keisuke Izumi

    Korea-Japan bilateral workshop on String axion cosmology 

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    開催年月日: 2018年11月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:大韓民国  

  13. S-matrix Unitarity and Renormalizability 国際会議

    Keisuke Izumi

    Essential next steps for gravity and cosmology 

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    開催年月日: 2018年6月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  14. Optical theorem and renormalizability 国際会議

    Keisuke Izumi

    Gravitational Dynamics and Black Holes 

     詳細を見る

    開催年月日: 2017年9月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  15. 因果構造解析 招待有り

    泉 圭介

    相対論宇宙論 東北研究会 2017  

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    開催年月日: 2017年8月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  16. トレースアノマリー効果を古典作用で表す際の境界項

    泉 圭介、 C.-M. Shen、 P. Chen

    日本物理学会 第 72 回年次大会 

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    開催年月日: 2017年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  17. Theoretical constraints on modified theories of gravity 国際会議

    Keisuke Izumi

    The 3rd KMI International Symposium on "Quest for the Origin of Particles and the Universe" 

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    開催年月日: 2017年1月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  18. Causal structures in Gauss-Bonnet gravity 国際会議

    K. Izumi

    General relativity in higher dimensions -recent progress and future perspective 

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    開催年月日: 2016年11月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  19. Tree-Unitarity and renormalizability in Lifshitz-scaling theory -- as a toy model of Horava's gravity theory 国際会議

    T. Fujimori, T. Inami, K. Izumi, T. Kitamura

    Everything about Gravity 

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    開催年月日: 2015年12月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:台湾  

  20. Renormalization and Unitarity in Lifshitz-scaling theory 国際会議

    Keisuke Izumi

    the 2nd mini-workshop on gravity and cosmology 

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    開催年月日: 2015年10月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:フランス共和国  

  21. Causal structures in Massive gravity and Gauss-Bonnet gravity 招待有り 国際会議

    S.Deser, K. Izumi, Y. C. Ong, A. Waldron

    Superluminality in Effective Field Theories for Cosmology 

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    開催年月日: 2015年4月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:カナダ  

  22. Causality in modified gravity theory 国際会議

    S.Deser, K. Izumi, Y. C. Ong, A. Waldron

    19th International Symposium on Particles, Strings and Cosmology 

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    開催年月日: 2013年11月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:台湾  

  23. Is there acausality in Massive Gravity? 国際会議

    K. Izumi, Y. C. Ong

    Massive gravity and its cosmological implications 

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    開催年月日: 2013年4月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  24. Cosmological Perturbation in f(T) gravity Revisited and Importance of Nonlinearity 国際会議

    K. Izumi, Y. C. Ong

    The 4th APCosPA Winter School/Workshop on Cosmology and Particle 

     詳細を見る

    開催年月日: 2013年1月 - 2013年2月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:台湾  

  25. Trispectrum estimation in various models of equilateral type non-Gaussianity 国際会議

    K. Izumi, S. Mizuno, K. Koyama 

    2012 Asia Pacific School/Workshop on Cosmology and Gravitation 

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    開催年月日: 2012年3月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  26. Nonlinear analysis in Hořava gravity 国際会議

    Gravity, Lorentz Violation & Superluminality 

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    開催年月日: 2011年7月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:ロシア連邦  

  27. Non-Gaussianity from Horava-Lifshitz Cosmology

    泉 圭介、小林 洸、向山 信治

    日本物理学会2010年秋季大会 

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    開催年月日: 2010年9月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  28. Trispectrum in ghost inflation 国際会議

    K. Izumi, S. Mukohyama

    The non-Gaussian universe 

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    開催年月日: 2010年3月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  29. Stellar center is dynamical in Horava-Lifshitz gravity

    泉 圭介、向山 信治

    日本物理学会第65回年次大会 

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    開催年月日: 2010年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  30. 厳密解の系統的構成

    泉 圭介

    基研研究会 高次元Black Hole研究最前線 

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    開催年月日: 2009年12月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  31. No static star solution in Horava Gravity 国際会議

    K. Izumi, S. Mukohyama

    The 19th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan 

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    開催年月日: 2009年11月 - 2009年12月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  32. de Sitter時空中のスピン2ゴースト

    泉 圭介、 田中 貴浩

    日本物理学会第64回年次大会 

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    開催年月日: 2009年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  33. About the ghost in DGP brane-world 国際会議

    The 18th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan 

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    開催年月日: 2008年11月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  34. Orthogonal black di-ring solution

    泉 圭介

    日本物理学会2008年春季大会 

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    開催年月日: 2008年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  35. Renormalized Newtonian Cosmic Evolution 国際会議

    The Theoretical Modeling of Cosmic Structure Formation and its Recent Progress 

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    開催年月日: 2008年3月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  36. Renormalized Newtonian Cosmic Evolution with Primordial Non-Gaussianity 国際会議

    K. Izumi and J. Soda

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    開催年月日: 2007年12月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  37. Bubbles in DGP

    泉 圭介、小山 和哉、田中 貴浩、Oriol Pujolas

    日本物理学会第62回年次大会 

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    開催年月日: 2007年9月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  38. ABOUT THE GHOST IN THE MASSIVE GRAVITY THEORY 国際会議

    K. Izumi and T. Tanaka

    The 18th International Conference on General Relativity and Gravitation 

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    開催年月日: 2007年7月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:オーストラリア連邦  

  39. DGPブレーンワールドのゴーストについて

    泉 圭介、小山 和哉、田中 貴浩

    日本物理学会2007年春季大会 

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    開催年月日: 2007年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  40. Unexorcized ghost in DGP brane world 国際会議

    K. Izumi, K. Koyama, T. Tanaka

    Brane-World Gravity 

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    開催年月日: 2006年9月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:グレートブリテン・北アイルランド連合王国(英国)  

  41. DGPブレーンワールドにおけるゴースト粒子の評価

    泉 圭介、 田中 貴浩

    日本物理学会第61回年次大会 

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    開催年月日: 2006年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

  42. Avoidance of ghost problem in DGP braneworld model 国際会議

    K. Izumi, T. Tanaka

    The Fifteenth Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan 

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    開催年月日: 2005年11月 - 2005年12月

    記述言語:英語   会議種別:口頭発表(一般)  

    国名:日本国  

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科研費 5

  1. 極限宇宙の物理法則を創る-量子情報で拓く時空と物質の新しいパラダイム

    研究課題/研究課題番号:21H05182  2021年9月 - 2026年3月

    日本学術振興会  学術変革領域研究(A)総括班

    高柳 匡

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    担当区分:研究分担者  資金種別:競争的資金

  2. 量子情報を用いた量子宇宙の数理とその応用

    研究課題/研究課題番号:21H05189  2021年9月 - 2026年3月

    学術変革領域研究(A)分担班

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    担当区分:研究分担者  資金種別:競争的資金

  3. 「弱い重力予想」に基づく素粒子論・宇宙論:量子重力理論への現象論的アプローチ

    研究課題/研究課題番号:20H01902  2020年4月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    野海 俊文, 早田 次郎, 泉 圭介

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    担当区分:研究分担者  資金種別:競争的資金

    配分額:678000円 ( 直接経費:600000円 、 間接経費:78000円 )

    量子重力理論の構築は現代物理学の最重要課題の1つであるが、その実験的検証は重要かつ挑戦的な問題である。特に、近年の研究では「量子重力理論に基づく素粒子論・宇宙論模型が満たすべき性質は何か?」という問いを投げかけることでこの難問に挑もうという機運が高まっている。
    そのような中で提案された「弱い重力予想」は「すべての相互作用の中で重力が一番弱い」ことを主張し、理論模型のパラメータに様々な上限や下限を与える。本研究では、弱い重力予想の証明に向けた理論検証を行い、またこれと並行して素粒子論・宇宙論への応用を行う。これにより弱い重力予想を鍵とした量子重力理論への現象論的アプローチを開拓する。

  4. アインシュタイン方程式と3次元モジュライ空間論の新展開

    研究課題/研究課題番号:17H01091  2017年4月 - 2022年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(A)

    山田 澄生, 白水 徹也, 儀我 美一, 松本 幸夫, 小野寺 有紹, 三石 史人, 泉 圭介, 野澤 真人

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    担当区分:研究分担者  資金種別:競争的資金

    配分額:1690000円 ( 直接経費:1300000円 、 間接経費:390000円 )

    研究計画第3年度の本年度は、11月に開催した国際研究集会"Geometric Analysis and General Ralativity"を中心として、アインシュタイン方程式を満たす時空の幾何学的構造に関する研究活動を進めた。
    昨年度に引き続いて、研究連携者であるM.Khuri氏およびG.Weinstein氏とともに、5次元、真空、アインシュタイン方程式の定常解の構成を調和写像を用いて行った。このエルンスト形式とよばれる方法論で構成されるアインシュタイン時空には、幾何学的な特異点が内在しており、それら特異性の除去をする方法論について2018年度に引き続いて研究の進展を図った。これらの業績は論文として執筆中である。
    東京大学駒場キャンパスにおいて行われた国際研究集会"Geometric Analysis and General Ralativity"においては、海外から7名の講演者に加え、国内から若手の研究者を募り、一般相対性理論と幾何解析に関する分野融合的な情報発信を行った。本研究課題の中心となるアインシュタイン方程式を介して、国外からの参加者からも、学際的な切り口は好評であり、国境および世代を超えた活発な議論の場を提供できたことは、本研究グループにとっても、大きな手応えとなった。
    研究代表者は、本研究課題とは独立に距離空間の幾何学に関わってきた。時間的な距離空間というH. BusemannおよびA.D.Alexandrovによって半世紀前に提唱された分野においての研究代表者の近年の研究が、期せずして本研究課題と関連するに至り、本年度には、Timelike Funk and Hilbert Geometriesという論文を発表した。
    2018年度から2019年度にかけて、研究代表者は、研究分担者及び連携研究者との共同研究として3本の論文の発表・出版を介して、非自明な事象の地平線を内包する5次元アインシュタイン定常時空の構成法を情報発信した。これらは、幾何解析の観点から、数理物理学の分野に新たな視点を提供したことで、国際的に注目を浴びている。1916年に発表されたヘルマン・ワイルのアインシュタイン方程式の厳密解の変分的な構成法に根ざした調和写像を介した5次元アインシュタイン時空の構成は、既知の厳密解の各論に囚われない統括的な特徴から、現在多くの新しい問題が提起されるに至っており、2020年度を含む3年間の研究期間における具体的な研究課題が定式化されており、申請時に計画した課題の進捗状況は良好であると判断する。
    軸対称性を持つ楕円型変分法の解である調和写像によって構成された5次元定常時空の内包する特異点の幾何学的な特徴付けを、昨年度に引き続き行う。その方法論としては、Schoen-Yauによって定式化されたADM質量に関する正質量定理の証明の本質を再考することで、特異点の持つ意味合いを大域的な幾何構造との兼ね合いを介して進めて行く。
    また5次元時空内の時間一定面として現れる4次元リーマン多様体内における曲率流等の偏微分方程式の方法論の定式化を、昨年度に継続して行い、曲率流の特異点と単調性公式の関連性を定式化することを目標とする。

  5. 弦理論・量子重力理論に現れる超光速伝搬の解析

    研究課題/研究課題番号:17K14281  2017年4月 - 2020年3月

    泉 圭介

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:4160000円 ( 直接経費:3200000円 、 間接経費:960000円 )

    本研究では、量子重力理論の理解に向けて、古典因果構造とその量子的対応物であるユニタリ性を調べた。
    古典的研究では、静的時空でのみ定義される光球面の概念を動的時空に拡張し、その面積に上限があることを示した。また、拡張された光球面に対してフープ仮説が成立することを、具体例で見た。
    量子的研究では、ユニタリ性と繰り込み可能性の関係性についての研究を行った。この関係性については、高階微分理論がその反例になっていることが知られている。本研究では、S行列ユニタリ性という概念を導入し、それと繰り込み可能性が関連するという新たな仮説を立て、高階微分理論でも新たな仮説であれば成り立つことを具体例で示した。
    古典的研究で扱った光球面は、ブラックホールの影の観測で見ている対象である。それを深く理解することで、重力理論の検証を精密に行うことができるようになった。
    一方、ユニタリ性や繰り込み可能性は、量子重力理論を構築する際に克服するべき重要な問題点である。本研究は、その間の関係性を見出し、量子重力理論の理解につながる結果を得た。

 

担当経験のある科目 (本学) 7

  1. 数学演習Ⅰ

    2020

  2. 数学演習Ⅰ

    2019

  3. 数学演習II

    2018

  4. 数学演習V

    2017

  5. 数学演習VI

    2017

  6. 数学演習V

    2016

  7. 数学演習VI

    2016

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社会貢献活動 6

  1. 都城高専 物理特別講演会 (外部講師講話)

    役割:講師

    2019年1月

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    対象: 高校生

  2. NHK カルチャー 名古屋教室 「数学散策」

    役割:講師

    2018年2月

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    対象: 社会人・一般

  3. 2017 年度名古屋大学数学公開講座

    役割:講師

    2017年10月

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    対象: 高校生

  4. 平成 29 年度名古屋大学数学アゴラ

    役割:講師

    2017年8月

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    対象: 高校生

  5. 第58回名大祭 研究公開セミナー

    役割:講師

    2017年6月

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    対象: 高校生, 大学生, 社会人・一般

  6. NHK カルチャー 名古屋教室 「数学散策」

    役割:講師

    2017年5月

     詳細を見る

    対象: 社会人・一般

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