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シリーズ〈理論物理の探究〉 4 ブラックホールの量子論
飯塚 則裕(著)
内容紹介
微視的な状態の理解へ.〔内容〕ブラックホールのいろはを学ぼう/ブラックホール時空と熱力学/ブラックホールの蒸発による情報損失問題/極限ブラックホールとそのホライズン近傍時空/ゲージ重力対応と量子重力理論としての弦理論/ブラックホールと熱化現象と量子カオス/量子情報から創発するブラックホール時空
編集部から
目次
1. ブラックホールのいろはを学ぼう
1. 1 D 次元時空
1. 2 D ≥ 4 次元球対称静的ブラックホール解
1. 3 時空は見える特異点を嫌う
1. 4 ブラックホールは温度を持つ
1. 5 ブラックホールのエントロピー
1. 6 思 考 実 験
1. 7 ブラックホールの微視的な状態とは?
1. 8 時空は創発するのか?
2. ブラックホール時空と熱力学
2. 1 Penrose 図
2. 2 ホワイトホールは存在するか?
2. 3 時間的な測地線に沿った Raychaudhuri 方程式と共役点
2. 4 光の測地線に沿った Raychaudhuri 方程式
2. 5 ブラックホールの面積増大則
2. 6 捕捉面と Penrose の特異点定理
2. 7 エネルギー運動量テンソルへの制限と ANEC
2. 8 ワームホールと ANEC とトポロジー検閲定理
2. 9 Hawking 輻射
2. 10 ブラックホールの熱力学
3. ブラックホールの蒸発による情報損失問題
3. 1 量子もつれと EPR ペア
3. 2 純粋状態と混合状態と密度行列
3. 3 von Neumann エントロピーとエンタングルメント・エントロピー
3. 4 低エネルギー有効場の理論とその破綻
3. 5 nice slice argument: ホライズン時空と無限の量子もつれ
3. 6 Unruh 効果:平坦な時空の真空の量子もつれ
3. 7 世にも奇妙な動く歩道
3. 8 失われる情報とは何か?
3. 9 Page 曲 線
3. 10 ブラックホールの残骸物(remnant)?
3. 11 量子クローン問題とブラックホールの相補性
3. 12 ブラックホールの防火壁(firewall)パラドックス
3. 13 純粋状態と混合状態の違いはどの程度なのか?
3. 14 部分系のエントロピー:Page 曲線再考
4.極限ブラックホールとそのホライズン近傍時空
4. 1 極限 Reissner–Nordström ブラックホール
4. 2 極限ブラックホールのアトラクター機構
4. 3 極限ブラックホールのホライズン近傍 = AdS
4. 4 Anti-de Sitter 時空は重力を閉じ込める箱
5. ゲージ重力対応と量子重力理論としての弦理論
5. 1 なぜ重力の量子論が必要か?
5. 2 低エネルギー有効場の理論と繰り込み不可能性
5. 3 弦理論
5. 4 D3-brane と N = 4 super Yang–Mills 理論
5. 5 Decoupling limit と Maldacena 予想
5. 6 量子色力学(QCD)と非可換 Yang–Mills ゲージ理論
5. 7 ’t Hooft の large N QCD
5. 8 ゲージ理論と弦理論の双対性と上下絵
5. 9 global 座標表示の AdS 時空と CFT の動径量子化の対応
5. 10 IMSY 予想
5. 11 BFSS 行列模型
6. Anti-de Sitter 空間のブラックホールとその量子統計力学
6. 1 global 座標 Anti-de Sitter 時空の「大きな」ブラックホール
6. 2 global AdS での Hawking–Page 相転移
6. 3 Poincar´e 座標 Anti-de Sitter 時空のブラックホール
6. 4 large N N = 4 SYM のスペクトル
6. 5 閉じ込め/非閉じ込め相転移とブラックホールと QGP
6. 6 ブラックホール内部は metric で記述できるのか?
7. ブラックホールと熱化現象と量子カオス
7. 1 熱化と quasinormal mode
7. 2 トイモデルによる解析:IP 行列模型
7. 3 固有状態熱化仮説(ETH)
7. 4 ブラックホールのカオス性
7. 5 ブラックホールは最速スクランブラー
7. 6 量子論におけるカオスの指標
7. 6. 1 OTOCs(out-of-time-ordered correlators)
7. 6. 2 Lanczos 係数と Krylov 複雑性
7. 6. 3 ランダム行列と最近接スペクトルの間隔
7. 6. 4 SFF(spectrum form factor)
7. 7 ブラックホールに双対な特徴を持つ多自由度系モデル
7. 7. 1 N=4 SYM と BFSS 行列模型
7. 7. 2 large N O(N) ベクトルモデル
7. 7. 3 SYK モデル
7. 7. 4 IP 行列模型
7. 8 ブラックホールに等価な多自由度理論は何か?
8. 量子情報から創発するブラックホール時空
8. 1 thermo-field double と eternal AdS ブラックホール
8. 2 笠–高柳公式
8. 3 ER = EPR 予想
8. 4 量子極値曲面とエンタングルメント・ウェッジ
8. 5 ブラックホールのアイランド(島)仮説
8. 6 エンタングルメント・エントロピーだけで十分か?
8. 7 量子複雑性
8. 8 ブラックホール内部を外から “見ること” は可能か?
文献
索 引


























