一个球对称荷电黑洞的量子隧穿辐射特征

 尽管黑洞信息丢失之谜的完整解释要在量子引力或弦理论的框架内完成,但是为解决黑洞信息丢失之谜,用半经典的隧穿方法研究了球对称荷电黑洞的隧穿辐射特征.其结果表明隧穿率与Bekenstein-Hawk-ing熵的改变有关,辐射谱不是纯热谱,信息丢失是可能的,满足量子力学中的幺正性原理.这不仅是对Hawk-ing辐射谱的进一步修正,而且提供了研究黑洞荷电粒子隧穿辐射的新方法.     

Hawking辐射真是热谱吗?

利用Damour-Ruffini方法研究了Schwarzschild黑洞的Hawking辐射,在考虑辐射能量对背景时空反作用的情况下,发现辐射谱不再是理想的热谱.得到的修正后的Hawking辐射谱,有可能从黑洞中带出信息,进而用来解释黑洞信息丢失佯缪问题,同时满足量子理论的幺正性.这里的讨论不仅适合于无静止质量的粒子,而且适合于有静止质量的粒子;不仅适合于标量粒子,而且适合于Dirac粒子;具有广泛的适用性.     

通过量子隧穿研究带色荷黑洞的霍金辐射

讨论了带有色荷黑洞产生霍金辐射的量子隧穿过程,得到了令人满意的结果,支持了Parikh的理论.霍金辐射不再是精确热谱,量子力学的么正性仍然可能得到满足,与已有结论完全符合.     

原子分子体系的引力效应

寻找完整的量子引力理论是目前理论物理中的前沿热点问题之一,而黑洞热力学和量子干涉仪探测引力效应被认为是正在形成的量子引力理论的两个重要的"实验区".前者通过将量子概念引入到广义相对论来检验二者如何结合,特别是量子力学幺正性将在这两个理论的结合中经受严峻考验;而后者通过量子系统在引力场背景中的演化来试验引力对系统量子属性的影响,在这一方面广义相对论等效原理在微观粒子领域将接受越来越严格的实验检验.目前,原子分子物理实验中出现了类似黑洞辐射的现象,然而,这些现象出现的理论机制还不是非常明确,究竟能否用目前已有的理论解释,或者还是需要构建新的理论来解释也是不清楚的,但是无论如何,这些现象的出现为实验研究量子引力理论打开了一扇窗户.另一方面,人们已经使用量子系统测量一些弱引力效应,这不仅为研究引力对量子系统的影响提供了便利条件,也为研究二者结合提供了一个好的突破口.本综述将结合我们近几年的工作,围绕原子分子体系中的强引力和弱引力效应来介绍和讨论这些问题.     

Kinnersley黑洞中Weyl中微子的Hawking辐射

采用一种新的乌龟坐标变换,我们在Damour-Ruffini．Sannan理论的框架下研究了做变加速直线运动和任意加速运动的Kinnersley黑洞中Weyl中微子的Hawking辐射现象．结果发现,与采用通常乌龟坐标变换所得到的结果比较,Hawking辐射的谱分布仍然呈黑体谱形式但辐射温度明显不同;此外,对任意加速运动的Kinnersley黑洞而言,其Hawking辐射温度除受加速度大小的变化影响外,还与加速度在角度方向上的变化率有关．     

Kerr-Newman时空中带电旋转粒子的Hawking辐射

拓展Banerjee和Majhi研究黑洞Hawking辐射的方法,在保持时空中总能量、总电荷和总角动量守恒的条件下,利用新定义的Tortoise坐标变换研究带电旋转黑洞的Hawking辐射.在考虑辐射粒子对时空的反作用后,不但得到满足量子力学幺正性原理的黑洞辐射谱.而且在结果中显示,由带电旋转粒子引起的辐射谱中类似化学势的项,入射波与出射波的贡献是相等的.使人们对黑洞Hawking辐射的物理机理又有了一种新的理解.     

带有电荷磁荷色荷的任意加速黑洞的量子热效应

研究了带有电荷、磁荷和色荷的一类任意加速黑洞的量子热效应,得到局部事件视界方程、温度函数以及Hawking热辐射谱。Kinnersley黑洞和静态荷电磁黑洞均是本文的特例。     

黑洞研究中的重要疑难及可能的解答

介绍了黑洞理论和广义相对论中的几个重要疑难,涉及霍金辐射、信息佯谬、奇性定理和钟速同步,并给出了可能的解答。介绍了计算动态黑洞温度的方法,给出了由于不可逆性而导致霍金辐射过程中信息丢失的论证,还给出了类光测地线固有加速度发散的论证。指出了钟速同步与热力学第零定律的关系,以及奇性定理与热力学第三定律的关系。     

de-Sitter时空里的黑洞遗迹

2000年,Parikh和Wilczek给出了一个把霍金辐射看成是一个隧穿过程来解释信息守恒和霍金辐射是符合幺正性的。使用隧穿方法计算了Schwarzschild-de sitter黑洞的熵修正。讨论了Schwarzschild-de sitter黑洞的遗迹存在的可能性,并分析了宇宙常数对辐射带出的熵的影响。使用修正的Stefan-Boltzmann定律讨论了Schwarzschild黑洞和Schwarzschild-de sitter黑洞的蒸发率和遗迹问题。     

一个平面对称黑洞的霍金隧穿辐射

在Anti—de Sitter时空中，采用Parikh的半经典量子隧穿模型，研究了一个平面对称黑洞的霍金隧穿辐射，考虑到自引力作用和能量守恒，得出的隧穿率与Bekensten—Hawking熵有关，且隧穿辐射谱不是纯热谱，并满足么正性理论．     

Gibbons—Maeda Dilation黑洞的量子隧穿效应

运用Parikh的量子隧穿方法，研究了静态球对称Gibbons—Maeda dilation黑洞的量子隧穿效应．当考虑粒子的自引力作用和能量守恒时，Gibbons—Maeda dilation黑洞视界处的粒子隧穿率与Bekenstein—Hawking熵有关，黑洞真实的辐射谱不再是严格的纯热谱．本文所得隧穿率在特殊情况下与Schwarzschild黑洞的结果一致，在忽略ω的高次方项的条件下，可以得到Gibbons—Maeda dilation黑洞辐射的纯热谱．     

带电Schwarzchild黑洞视界表面引力及Hawking辐射温度

黑洞视界表面附近由于量子效应产生Hawking辐射。本文计算了一个带电Schwarzchild黑 洞视界表面产生的Hawking辐射温度,以及Hawking辐射温度与质量之间的关系。     

A laboratory analogue of the event horizon using slow light in an atomic medium.

Singularities underlie many optical phenomena. The rainbow, for example, involves a particular type of singularity-a ray catastrophe-in which light rays become infinitely intense. In practice, the wave nature of light resolves these infinities, producing interference patterns. At the event horizon of a black hole, time stands still and waves oscillate with infinitely small wavelengths. However, the quantum nature of light results in evasion of the catastrophe and the emission of Hawking radiation. Here I report a theoretical laboratory analogue of an event horizon: a parabolic profile of the group velocity of light brought to a standstill in an atomic medium can cause a wave singularity similar to that associated with black holes. In turn, the quantum vacuum is forced to create photon pairs with a characteristic spectrum, a phenomenon related to Hawking radiation. The idea may initiate a theory of 'quantum' catastrophes, extending classical catastrophe theory.     

荷电旋转BTZ黑洞的Hawking隧穿辐射

运用Parikh量子隧穿模型,研究荷电旋转BTZ黑洞的量子隧穿效应.其结果表明:在能量守恒和角动量守恒的条件下,黑洞视界处的粒子出射率与熵变有关,辐射谱不再是严格的纯热谱.     

通过反常计算dilaton-axion黑洞的霍金辐射

利用Rob inson和W iczek提出的方法,我们从反常的角度研究了带电的d ilaton-axion黑洞的霍金辐射,为了得到规范不变量和广义规范不变量,引入了规范流和能动张量流,最后通过去除反常得到了在事件视界处的霍金温度,所得的结果与来自于普朗克分布的辐射谱的结果相一致.     

Garfinkle-Horowitz-Stromingen dilaton黑洞的Hawking隧穿辐射

用量子隧穿法研究Garfinkle—Horowitz—Stromingen dilaton黑洞的Hawking辐射,得到了静止质量为零和不为零的两类粒子穿过黑洞事件视界的出射率,发现粒子的量子隧穿辐射谱与黑洞的Bekenstein—Hawking熵变有关,辐射谱不再是严格的纯热谱．     

一个新形式Kerr黑洞的纯热辐射谱与隧穿辐射谱的比较研究

根据Hawking热辐射理论和Parikh的半经典量子隧穿模型，作者选择了一种零标架对该Kerr黑洞Dirac 粒子热辐射的研究表明，其热辐射谱是纯热谱.对该Kerr黑洞量子隧穿辐射的研究结果却表明，在能量守恒和角动量守恒的条件下，此黑洞事件视界处粒子的隧穿率与Bekenstein-Hawking熵变有关，真实的辐射谱不再是严格的纯热谱，但满足量子力学中的么正性原理，这是对Hawking纯热谱的一种修正.     

荷电黑洞视界附近的量子热效应和普朗克绝对熵

基于严格求解Dirac方程,全面研究了双视界面黑洞内、外视界附近的量子热效应,特别是考虑到黑洞内视界的Hawking吸收后,成功的给出了荷电黑洞的普郎克绝对熵.     

Vaidya时空中的广义乌龟坐标变换和协变反常

受Robinson等人的工作的启发,我们推广协变反常理论和广义乌龟坐标变换研究了Vaidya黑洞事件视界处的Hawking辐射,结果表明用协变反常理论计算,可以得到正确的Hawking辐射流和黑洞温度．     

具有整体单极子的Barriola-Vilenkin黑洞的量子隧穿辐射

 利用量子隧穿辐射理论计算出具有整体单极子的Barriola-Vilenkin黑洞的热辐射谱,发现量子隧穿辐射谱与Bekenstein-Hawking熵有关,不再是严格的纯热谱,在忽略二次项时与已知的Hawking辐射结果完全一致,并用数值方法比较了两者差异.