2021/10/20 更新

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ワタナベ カズヤ
渡辺 一也
WATANABE Kazuya
所属
教育研究院 自然科学系 数理物質科学系列 助教
自然科学研究科 数理物質科学専攻 助教
理学部 理学科 助教
職名
助教
外部リンク

学位

  • 理学博士 ( 1992年3月   広島大学 )

研究キーワード

  • 一般相対論

  • 宇宙物理学

研究分野

  • 自然科学一般 / 素粒子、原子核、宇宙線、宇宙物理にする理論  / 一般相対論・宇宙物理

経歴(researchmap)

  • 新潟大学   理学部 理学科   助教

    2017年4月 - 現在

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  • 新潟大学   自然科学研究科 数理物質科学専攻   助教

    2010年4月 - 現在

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  • 新潟大学   自然科学研究科 数理物質科学専攻   助教

    2010年4月 - 現在

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  • 新潟大学   理学部 物理学科   助教

    2004年4月 - 2017年3月

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  • 国立天文台   日本学術振興会特別研究員

    1994年4月 - 1995年5月

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経歴

  • 新潟大学   理学部 理学科   助教

    2017年4月 - 現在

  • 新潟大学   自然科学研究科 数理物質科学専攻   助教

    2010年4月 - 現在

  • 新潟大学   自然科学研究科 数理物質科学専攻   助教

    2010年4月 - 現在

  • 新潟大学   物理学科   助教

    2004年4月 - 2017年3月

所属学協会

 

論文

  • Light propagation and gravitational lensing in weyl-like spacetime in scalar-tensor theories of gravity 査読

    Shin-Ei Tsuneishi, Kazuya Watanabe, Tooru Tsuchida

    Progress of Theoretical Physics   115 ( 3 )   487 - 522   2006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 light propagation and gravitational lensing in scalar-tensor theories of gravity by using a static, axisymmetric exterior solution. This solution, which has been studied by Tsuchida and Watanabe, is asymptotically flat and, moreover, is reduced to Voorhees's solution of Weyl's series of prolate solutions in the case of a constant scalar field. We first obtain an asymptotic form of the solution near the spatial infinity in order to clarify the physical significance of three model parameters found in the solution. It is shown that an amplitude of the scalar field, the non-spherical nature of the spacetime symmetry and a mass-like parameter in the Einstein frame are given in terms of these three parameters. For the spacetime structure, we give brief discussion on the anisotropic properties of the spacetime singularity. We then study null geodesic equations and Sachs's optical scalar equations on the equatorial plane in order to investigate deflection and shear of light rays. Our studies are carried out using a technique of the conformal transformation such that their results are independent of the details of the scalar-tensor theories of gravity owing to the conformally invariant properties of null geodesies. For some specific values of the model parameters, we analytically obtain a deflection angle of the light path and find that it can become negative. The appearance of a negative deflection angle indicates "reflection" of a light path, and we investigate under which conditions the light reflection occurs. As for the optical scalars, we find that the Weyl source-term exhibits the properties that differ significantly from those in the Schwarzschild spacetime. We therefore divide a space of the model parameters into four distinct regions on the basis of the qualitative properties of the Weyl source-term and find a close relationship between this classification of regions in the parameter space and the occurrence of the light reflection. We finally solve the null geodesic equations and the optical scalar equations numerically. We find that the picture of a thin lens is applicable and present a simple analytic model for optical scalars. The deflection angle and the image distortion rate of gravitational lensing are obtained as functions of the impact parameter. Again, we find a close relationship between their qualitative properties and the classification mentioned above.

    DOI: 10.1143/PTP.115.487

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  • A relativistic description of Gentry's new redshift interpretation 査読

    Takakuni SHIMIZU, Kazuya WATANABE

    Modern Physics Letters A   14   779 - 790   1999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)  

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  • Comment on the exterior solutions and their geometry in scalar-tensor theories of gravity 査読

    Tooru Tsuchida, Kazuya Watanabe

    Progress of Theoretical Physics   101 ( 1 )   73 - 90   1999年

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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:Yukawa Institute for Theoretical Physics  

    We study series of stationary solutions with asymptotic flatness properties in the Einstein-Maxwell-free scalar system because they are locally equivalent to the exterior solutions in some class of scalar-tensor theories of gravity. First, we classify spherical exterior solutions into two types of solutions, an apparently black hole type solution and an apparently worm hole type solution. The solutions contain three parameters, and we clarify their physical significance. Second, we reduce the field equations for the axisymmetric exterior solutions. We find that the reduced equations are partially the same as the Ernst equations. As simple examples, we derive new series of static, axisymmetric exterior solutions, which correspond to Voorhees's solutions. We then establish a non-trivial relation between the spherical exterior solutions and our new solutions. Finally, since null geodesies have conformally invariant properties, we study the local geometry of the exterior solutions by using the optical scalar equations and find some anomalous behavior of the null geodesics.

    DOI: 10.1143/PTP.101.73

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  • A maximum mass-to-size ratio in scalar-tensor theories of gravity 査読

    Tooru Tsuchida, Go Kawamura, Kazuya Watanabe

    Progress of Theoretical Physics   100 ( 2 )   291 - 313   1998年

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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:Yukawa Institute for Theoretical Physics  

    We derive a modified Buchdahl inequality for scalar-tensor theories of gravity. In general relativity, Buchdahl has shown that the maximum value of the mass-to-size ratio, 2M/R, is 8/9 for static and spherically symmetric stars under some physically reasonable assumptions. We formally apply Buchdahl's method to scalar-tensor theories and obtain theory-independent inequalities. After discussing the mass definition in scalar-tensor theories, these inequalities are related to a theory-dependent maximum mass-to-size ratio. We show that its value can exceed not only Buchdahl's limit, 8/9, but also unity, which we call the black hole limit, in contrast to general relativity. Next, we numerically examine the validity of the assumptions made in deriving the inequalities and the applicability of our analytic results. We find that the assumptions are mostly satisfied and that the mass-to-size ratio exceeds both Buchdahl's limit and the black hole limit. However, we also find that this ratio never exceeds Buchdahl's limit when we impose the further condition, ρ - 3p ≥ 0, on the density, ρ, and pressure, p, of the matter.

    DOI: 10.1143/PTP.100.291

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  • Measurement of mass distribution of galaxy clusters using the giant arc statistics with Le Fevre et al.'s arc survey data 査読

    Makoto HATTORI, Kazuya WATANABE, Kazuyuki YAMASHITA

    Astronomy and Astrophysics   319   764 - 780   1997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)  

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  • Magnitude-number count relation in an inhomogeneous universe 査読

    Kazuya WATANABE

    Progress in Theoretical Physics   1992年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:学位論文(その他)  

    DOI: 10.1143/PTP.87.367

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担当経験のある授業科目(researchmap)

  • 現代物理学への招待(物理学学習法)

    機関名:新潟大学

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  • 宇宙物理学

    機関名:新潟大学

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  • 一般相対論

    機関名:新潟大学

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  • 現代物理学への招待(物理学学習法)

    機関名:新潟大学

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  • 基礎物理学演習II

    機関名:新潟大学

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  • 宇宙物理学

    機関名:新潟大学

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  • 一般相対論

    機関名:新潟大学

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  • 物理学演習

    機関名:新潟大学

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  • 基礎物理学演習II

    機関名:新潟大学

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  • 宇宙物理学

    機関名:新潟大学

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  • 一般相対論

    機関名:新潟大学

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  • 物理学演習

    機関名:新潟大学

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  • 基礎物理学演習II

    機関名:新潟大学

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  • 物理数学演習II

    機関名:新潟大学

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  • 現代物理学への招待(物理学学習法)

    機関名:新潟大学

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  • 物理学演習

    機関名:新潟大学

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  • 宇宙物理学

    機関名:新潟大学

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  • 一般相対論

    機関名:新潟大学

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  • 物理学演習

    機関名:新潟大学

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  • 基礎物理学演習II

    機関名:新潟大学

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  • 宇宙物理学

    機関名:新潟大学

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  • 物理学演習

    機関名:新潟大学

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  • 基礎物理学演習II

    機関名:新潟大学

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  • 一般相対論

    機関名:新潟大学

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  • 物理学演習

    機関名:新潟大学

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  • 一般相対論A

    機関名:新潟大学

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  • 一般相対論B

    機関名:新潟大学

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  • 宇宙物理学

    機関名:新潟大学

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  • 一般相対論A

    機関名:新潟大学

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  • 理学スタディ・スキルズ

    機関名:新潟大学

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  • 一般相対論B

    機関名:新潟大学

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  • 基礎物理学演習II

    機関名:新潟大学

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  • 一般相対論

    機関名:新潟大学

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  • 基礎物理学演習II

    機関名:新潟大学

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  • 宇宙物理学

    機関名:新潟大学

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  • 一般相対論

    機関名:新潟大学

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  • 物理学演習

    機関名:新潟大学

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  • 宇宙物理学

    機関名:新潟大学

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  • 宇宙物理学

    機関名:新潟大学

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  • 宇宙物理学

    機関名:新潟大学

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担当経験のある授業科目

  • 現代物理学セミナーB

    2020年
    -
    現在
    機関名:新潟大学

  • 現代物理学セミナーA

    2020年
    -
    現在
    機関名:新潟大学

  • 理学スタディ・スキルズ

    2018年
    -
    現在
    機関名:新潟大学

  • 基礎物理学演習A

    2017年
    -
    現在
    機関名:新潟大学

  • 基礎物理学演習B

    2017年
    -
    現在
    機関名:新潟大学

  • 一般相対論A

    2017年
    -
    現在
    機関名:新潟大学

  • 一般相対論B

    2017年
    -
    現在
    機関名:新潟大学

  • 宇宙物理学

    2008年
    -
    2017年
    機関名:新潟大学

  • 現代物理学への招待(物理学学習法)

    2008年
    -
    2010年
    機関名:新潟大学

  • 一般相対論

    2007年
    -
    現在
    機関名:新潟大学

  • 基礎物理学演習II

    2007年
    -
    現在
    機関名:新潟大学

  • 物理学演習

    2007年
    -
    現在
    機関名:新潟大学

  • 物理数学演習II

    2007年
    機関名:新潟大学

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