四维静态黎曼时空中Dirac粒子的Hawking辐射

赵峥最近研究了四维静态黎曼时空中标量粒子的Hawking辐射。本文把他的结果推广到Dirac粒子。对于静态黎曼时空,显然g_(0i)(i=1,2,3)等于零,我们进一步假设:通过适当的坐标变换,空间度规可以对角化。     

视界与Hawking辐射

本文用旋量零标架方法和解圻延拓技巧研究了Kerr-Newmande Sitter时空(简称KNdS时空,以下同)荷电Dirac粒子的Hawking辐射。     

Kerr-de sitter时空中任意自旋的统一场方程在视界附近精确解

界附近的精确解。这对于研究kerr-de sitter时空中粒子的产生和视界附近粒子的Hawking辐射都是有用的。例如用本文结果可以证明kerr-de sitter时空中零质量中微子产生。关于这个问题详细讨论     

四维稳态伪Riemann时空中Dirac粒子的束缚态和Hawking辐射

四维静态伪Riemann时空中Dirac粒子的束缚态及其Hawking辐射已被分别讨论过(科学通报,30(1985),17:1359)。这里我们将把上述结果推广到四维稳态伪Riemann时空中去。     

稳态黎曼时空中的Hawking热辐射

稳态黎曼时空中可以定义Fock空间。如果此黎曼时空存在视界,那末视界外附近由于真空涨落而产生的虚正反粒子对可以通过隧道效应而实化。其中的负能粒子穿过隧道落入视界内,正能粒子则逃向远方。由于落入视界的负能粒子失去了几乎全部信息,出射的正能粒子必定是“热”的。黑洞的Hawking辐射、Rindler辐射和de Sitter宇宙视界辐射都属     

Kerr-Newman-Kasuya时空中荷电荷磁Dirac粒子的Hawking辐射与内禀奇异区的热辐射

把磁单极子概念应用到黑洞理论中,得出了双子黑洞,即Kerr-Newman-Kasuya黑洞,对双子黑洞的量子效应已有了一些讨论。在本文中,我们讨论了任意Kerr-Newman-Kasuya黑洞视界曲面上荷电荷磁Dirac粒子的Hawking辐射与内禀奇异区的热辐射,利用对称零标架技巧,计算了旋系数,导出了Dirac方程,并在视界曲面附     

卡诺循环与视界的温度

黑洞视界的温度,最早是由Bekenstein理想实验(即卡诺循环)定义的。以后又从Hawking辐射和温度格林函数的讨论得到支持。不同的方法得到同样的结果,是黑洞视界确实存在温度的可靠证明。我们在工作中,论证了在一类较一般的四维静态黎曼时空中不依赖于时间的视界面普遍会产生Hawking辐射,辐射温度正比于视界的表面重力k     

2+1维荷电蒸发黑洞的Hawking辐射

起因于Hawking辐射的黑洞量子力学不稳定性的发现是近20年来量子场论中的最重要进展之一.这个重要的理论发现,不仅解决了黑洞热力学中存在的矛盾,而且深入地揭示了量子力学、热力学和引力论之间的内在联系.由于蒸发和吸积等物理过程,宇宙中黑洞必然是随时间变化的.因此深入研究这类黑洞的Hawking辐射,显然对于人们完整认识黑洞这种暗天体是有着重要意义的低维引力理论研究是理论物理中近几年来的一个热门课题,它对于量子引力理论研究有着重要的意义,相应的低维黑洞研究也日趋活跃.在文献[9,10]中分别对1+1维和2+1     

动态Dilaton-Maxwell复合场及其黑洞的Hawking辐射

自从Balbinot使用并推广Davies等的方法来研究考虑到反作用时的蒸发黑洞的Hawking辐射,这一领域引起了人们广泛的兴趣.在导出蒸发黑洞度规的过程中,一般均在能动张量中引入发光率(Luminosity)为L的辐射作用项,从而将黑洞质量的减少归结为向外辐射流的作用.Dilaton-Maxwell复合场中除了电磁场外还存在着中性标量场(Dila ton场).标量-张量(ST)引力理论现在仍被认为是基础引力理论的一种允许的扩展形式.最近Turyshev利用弦理论给出Dilaton-Maxwell复合场一静态球对称解,并证明Dilaton荷     

类比引力有关问题研究进展

尽管引力是人类最先认识的自然界基本相互作用力,但人们对引力本质的认识还相当不够.至今我们仍然没有一个完全自洽的量子引力理论.近年来研究表明,类比引力为我们深入理解引力的性质提供了一个新的窗口.类比引力的研究一方面为Hawking辐射等弯曲时空量子效应的理论研究和实验验证提供了平台,另一方面也加深了人们对类比系统本身的认识.本文简要介绍类比引力的基本思想以及近年来理论和实验方面的进展,并对未来的研究进行展望.     

封面说明

正霍金预言黑洞能像普通黑体一样发出热辐射,引发了黑洞信息丢失之谜.黑洞信息丢失之谜反映了引力理论和量子理论之间的潜在冲突,引起了物理学家们的广泛关注.霍金辐射之间是否存在关联是解决黑洞信息丢失问题的关键.在量子隧穿图像下,计入辐射粒子反冲,可证明辐射谱为非热谱.而非热谱表明黑洞辐射粒子之间存在关联,使得黑洞辐射过程信息守恒.为了进一步研究黑洞辐射之间关联的原因,何东山和蔡庆宇给出了     

从“光量子”到“波粒二象性”

1905年爱因斯坦已经为解释当时的某些实验,如光电效应,提出过光量子的假说,1909年他又从普朗克关于辐射量子理论工作中的不自洽性出发,反过来根据普朗克辐射公式来研究黑体辐射的能量(或者熵)的涨落现象。所得结果表明,光应该具有波动一面,又有粒子一面的双重结构。但是爱因斯坦的光量子假说没有受到人们的认真对待,或者说,没有被看出其影响所及,以致直到1923年还在讨论与辐射公式有关的一些问题。路易士·德布罗意接触到这个光所表现出的时而象波,时而象粒子的奇特性质,是在其兄长摩里斯所从事的X射线的实验那里。当时大部分物理学家     

声音

正"如果上帝粒子没有被发现,物理会更有趣。"——史蒂芬·霍金(Stephen Hawking)2013年11月12日著名理论物理学家史蒂芬·霍金在参加伦敦科学博物馆举办的一项活动时表示自己对希格斯玻色子被发现感到很失望。他的观点可以代表少数物理学家的看法:如果我们最终没有找到希格斯玻色子,这就意味着有令人激动的"新物理"等待我们去探索。在活动的最后,他告诫观众们:记得仰望星空,而不是只顾脚下。     

含有整体单极动态黑洞的量子热效应

目前流行的研究动态黑洞Hawking效应的方法,是考虑热辐射反作用,用弯曲时空量子场论进行处理,这种方法使用起来比较复杂,而且只在弱辐射情况下才能得到视界位置和温度.近来,我们建议了一种新方法,使用起来快速简便,而且能够比较精确地确定视界位置和温度.本文就利用此法研究动态单极黑洞的热辐射.含有整体单极的动态时空线元:     

辐射化学的概况与展望

辐射化学是原子核科学技术的一个重要组成部分,它是研究高能辐射与物质作用时在物质内部引起物理和化学变化过程的科学。高能辐射如α粒子(He~( ))、β(e~-)、γ射线等通过物质时,将自身的能量传递给物质分子,打破物质分子原有的热力学平衡状态,发生电离和激发,引起一连串的物理变化和化学变化,最终又恢复到一新的热力学平衡状态。     

关联与黑洞信息丢失问题

霍金计算发现黑洞会发出热辐射.由于热辐射之间不存在关联,因此辐射粒子无法将信息携带出黑洞,伴随着霍金辐射,黑洞内部的物质信息逐渐丢失.量子力学幺正性要求信息守恒,黑洞信息丢失与量子力学幺正性存在明确的冲突,此即黑洞信息丢失之谜.霍金辐射之间是否存在关联是解决黑洞信息丢失问题的关键.霍金最初的计算中没有考虑辐射粒子的反冲,得到的辐射谱为纯热谱.后来, Parikh和Wilczek的计算表明,如果计入辐射粒子的反冲,则辐射谱可能会轻微地偏离热谱.本文首先介绍了Parikh和Wilczek使用包含辐射粒子反冲的量子隧穿方法得到的非热谱.其次,介绍了张保成等人在非热谱基础上证明黑洞辐射粒子之间存在关联,并且黑洞辐射过程信息守恒的工作.最后,介绍了黑洞辐射之间如何产生关联的一种可能的物理机制,黑洞辐射粒子之间的引力关联可以携带信息,使得黑洞辐射过程中信息守恒.     

带电荷的暗物质候选者

多年来,天体物理学家们认为电中性的弱作用大质量粒子（weakly interacting massive particles,WIMPs）是最信得过的暗物质候选者,它们只通过引力与普通物质起作用。对于带有电荷的大质量粒子（charged massive particles,CAHAPs）也曾有人建议将它们列为暗物质候选者,但在位于地下废矿井内的一些粒子探测装置未探测到这类暗物质粒子的任何征兆后,十多年前,科学家们就中止了对它们的研究。     

双标量场的宇宙波函数

本文利用Hartle和Hawking的方法,求得了具有双标量相互作用场的宇宙波函数及五维情况下相应的Wheeler-De Witt方程的解。Hartle和Hawking指出宇宙波函数应为     

爱因斯坦在光的本性方面的研究

本文评述了阿尔贝特·爱因斯坦(Albert Einstein)对于我们今天理解光的本性所作出的基本贡献。为了恰如其份地评价他在这方面的工作,首先概述胡克(Hooke)、惠更斯(Huygens)、牛顿(Newton)、菲涅耳(Fresnel)和麦克斯韦(Maxwell)的理论,并简要阐述了基尔霍夫(Kirchoff)、维恩(Wien)、瑞利(Rayleigh)、金斯(Jens)和普朗克(Planck)对平衡辐射定律的研究。然后讨论得出系统的辐射量子理论的爱因斯坦的主要论著。这些著作包括他在辐射的粒子性、波粒二象性、气体分子和辐射场之间能量交换的基本过程以及光子统计法方面的研究。     

诺贝尔物理学奖:粒子物理学进入新阶段

在亚原子粒子和力的世界里，一幅好的图像会大有助益。如弱电理论就是粒子物理学家手中重要的理论图，正是这一理论导引他们去认识新的粒子直至拿到诺贝尔奖。本年度诺贝尔物理学奖的授予再次证明了这一点——两位荷兰物理学家特霍夫特和维尔特曼因在弱电理论重整化方面的工作——以使得该理论能更精确地计量粒子的质量和行为——而荣膺1999年的诺贝尔物理学奖。在历史上（1860年），麦克斯韦揭示出电和磁具有相同的电磁力；以后科学家根据力的配对特性，在本世纪60年代创建了弱电理论，这种力在原子核中作用，并导致某种类型的辐射衰变。根…