带整体单极子黑洞背景下纠缠熵的相变

在带整体单极子黑洞背景下,研究了热力学熵和纠缠熵的相变.结果表明,在熵-温度平面,热力学熵与纠缠熵具有完全类似的相结构.当黑洞电荷很小时,相变是一阶相变;当电荷增大到临界电荷时,相变是二阶相变.对于热力学熵和纠缠熵的一阶相变,发现麦克斯韦的等面积法则始终成立,对于热力学熵和纠缠熵的二阶相变,得到了相变点附近热容的临界指数,这一值和平均场论得到的值近似相等.     

含能流的各向同性XY链中的基态纠缠

分析了含能流的横磁场三比特各向同性XY自旋链的基态纠缠.发现随着外磁场的变化,系统会发生量子相变.以三比特系统为例给出有效哈密顿量的能谱,讨论了体系基态纠缠随λ的变化.当λ＜3/3时,在相变点处基态由W态跳跃到非纠缠态,此时自旋链中没有能量流动.当3/3≤λ≤3时,在能级交错点处发生量子相变,体系由非能流相进入能流相,同时基态由W态ф1跳跃到另一W态ф5;此时,由于能流的影响,使得基态保持在W态,而不再处于非纠缠态;并且随着λ的增大,系统将在更大范围内处于能流相.当λ＞3时,基态波函数表示为ф5,系统完全处于能流相.     

5维Gauss-Bonnet-AdS黑洞的热力学和临界现象

把宇宙学常数理解为压强,利用标准的热力学方法讨论了5维Gauss-Bonnet-Ad S黑洞系统的热力学和临界现象.把Bekenstein-Hawking熵作为黑洞系统的熵,发现在5维球对称的Gauss-Bonnet-Ad S黑洞中存在相变现象.进一步计算了相变点的临界指数,发现他们满足热力学普适标度规律.     

一类非奇异黑洞的热力学稳定性

黑洞也是一种热力学系统,则对于黑洞通常的热力学定律也应该成立。基于此,研究了巴丁黑洞的热力学量及其热力学稳定性。结果表明巴丁黑洞的熵应该仍然是贝肯斯坦-霍金熵,但是巴丁黑洞的质量不再是该系统的内能。利用重新定义的巴丁黑洞内能,计算了热容量和热力学曲率,以此分析了巴丁黑洞的热力学稳定性和相变。     

双模奇、偶相干态的反聚束效应与纠缠度的关系

为研究双模奇、偶相干态(或双模Schodinger猫态)的反聚束效应与纠缠度的关系,主要讨论了双模奇、偶相干态的二阶关联函数g(2)(τ),得出该量子态具有明显反聚束效应,并利用约化密度算符的本征值求Von Neumann熵的办法给出该态模间纠缠度.数值分析表明:双模奇、偶相干态的纠缠程度与反聚束效应都受到相位和振幅的影响,纠缠度和二阶关联函数都是相位φ的周期函数,且当纠缠度增大时其反聚束效应也逐渐增大.     

横磁场中各向同性XY链的基态纠缠研究

分析了横磁场中各向同性XY自旋链的基态能量和纠缠问题。研究发现,三量子比特系统中存在一个相变点,此点上,基态能量和纠缠可发生量子相变,基态从W态进入非纠缠;而四量子比特系统存在两个相变点,基态的能量和纠缠均可在相变点处发生量子相变,使纠缠性质发生改变。随着磁场强度的增大,基态纠缠逐渐减小,直到完全消失。四比特系统纠缠的减小要比三比特系统纠缠减小的速度缓慢。     

多粒子态的Unruh效应与黑洞辐射（英文）

|q, 0>α|0, 0>α摘要：本文讨论了量子场的Unruh效应,并研究了单模式q粒子态在Unruh效应下的能量以及纠缠性质。发现在非惯性系下,q粒子态与闵氏时空的真空态有相似的能量谱性质,但它们有完全不同的纠缠性质。据此,提出了一个黑洞辐射模型,假设黑洞视界附近量子态呈现这种q粒子态的形式。计算了该模型下黑洞辐射熵的演化,其结果与Page曲线相吻合。因此该模型可以作为黑洞信息丢失问题的一种可能解释。     

C_(60)晶体的分子结构相变

考虑C60 晶体两种最优取向构成的双能级系统 ,探讨了 4个热力学函数在C60 晶体中的一阶相变和二阶相变两侧的变化规律 ,详细讨论了熵和体积随温度变化对各个热力学函数的影响     

环面黑洞的热力学几何及临界行为

将几何方法应用于研究环面黑洞的热力学性质,计算了该黑洞的温度和热容,并探讨了黑洞热力学几何度规与黑洞的临界行为及相变特征之间的联系.结果表明：环面黑洞热力学温度等于其Hawking温度;由于其标量曲率等于零,因而环面黑洞的Weinhold度规不能给出关于该黑洞热力学临界行为及相变的任何信息;而环面黑洞的Ruppeiner度规和Legendre协变度规却能很好地反映出黑洞的相结构信息.     

C60晶体的分子结构相变

考虑C60晶体两种成取向构成的双能级系统,探讨了4个热力学函数在C60晶体中的一阶相变和二阶相变两侧的变化规律,详细讨论了熵和体积随温度变化对各个热力学函数的影响。     

Bell态隐形传输中的冯·诺依曼熵研究

首先,运用冯·诺依曼熵计算隐形传输前纠缠态的纠缠度,分析其变化与纠缠态参数的关系;其次,运用冯·诺依曼熵计算隐形传输后所获塌缩态的纠缠度,表明纠缠度与所要传输的纠缠态参数和信道参数相关;最后,讨论当纠缠态为Bell态时,纠缠度变化与信道参数的关系.利用纠缠度刻画基于团簇态实现Bell态隐形传输前后纠缠的变化程度,由纠缠...     

Kerr-Newman黑洞的辐射几率与纠缠熵

通过求解弯曲时空中的Klein—Gordon方程,得到视界附近的量子波函数,求出标量粒子在视界附近的Hawking辐射散射几率．依据统计平衡时出现某个宏观态的热力学概率与该态所对应熵之间的关系,计算出Kerr-Newman黑洞的纠缠熵．结果表明,利用该方法计算黑洞熵,不仅能得到熵与视界面积成正比,还避免了截断因子的出现．     

极端黑洞热力学研究的现状和未来

概括了近年来极端黑洞热力学研究的主要结果,面临的挑战以及一些解决方案,在对极端黑洞的热力学和几何性质进行深入研究后,指出自然界中存在两种拓扑性质完全不同的极端黑洞,一种是Hawking提出的具有极端拓扑的极端黑洞,它的熵是零,另一种极端黑洞保留了非极端黑洞的拓扑,它的熵仍然可用Bekenstein-Hawking公式描述,此结论解决了近年来极端黑洞研究中Hawking学派和弦理论家之间的矛盾,解决了Hawking学派和黑洞相变理论的矛盾。     

光晶格中三维自旋-轨道耦合费米气体的热力学性质

应用平均场理论研究了立方光晶格中三维自旋-轨道耦合费米气体的热力学性质。通过求解能隙方程和粒子数方程,讨论了自旋-轨道耦合对超流序参数、超流转变温度、等温压缩系数和热力学熵的影响,发现了不同于连续系统的反常行为。当平均占据数接近半满填充时,自旋-轨道耦合会抑制超流的形成,导致超流转变温度降低、等温压缩系数减小、热力学熵增大。这与在连续系统中自旋-轨道耦合总是促进超流的形成,导致超流转变温度升高、等温压缩系数增大、热力学熵减小的结论有明显不同。研究还发现在BCS(Bardeen-Cooper-Schrieffer)极限情况下,等温压缩系数跟态密度成正比,因而可通过测量等温压缩系数作为系统是否发生Mott绝缘相变的一个判据。此外,还发现在正常相熵随自旋-轨道耦合强度的变化规律跟超流相正好相反。     

携带量子信息的Hawking辐射

首先利用Bogoliubov变换导出了Kruskal真空态与Schwarzschild真空态之间的联系,并把双模压缩幺正算符作用在Schwarzschild真空态上,得到了Kruskal真空态为Schwarzschild时空中的双模压缩真空态,并且可表示成纠缠态的形式,对应粒子的纠缠分别在视界的内部和外部区域.利用纠缠态进一步研究了Schwarzschild黑洞的Hawking辐射,得到了辐射率与Bekenstein-Hawking熵变有关,说明在黑洞辐射过程中携带量子信息是有可能的.     

ZPS黑洞的几何结构与热力学性质

本文研究了球对称Zero Pressure Schwarzschild (ZPS)黑洞的时空结构和热力学性质. ZPS黑洞有两个黑洞视界或单一黑洞视界.非极端ZPS黑洞的视界半径依赖参数a的选择,极端ZPS黑洞有与史瓦西黑洞相同的质量和半径.对于存在两个视界的情况,本文给出了ZPS黑洞的几何结构.球对称ZPS时空中流体的能量密度反比于r~3.以ZPS黑洞视界作为边界的系统满足热力学第一定律.在黑洞视界改变的过程中,黑洞能量的增加量包括黑洞质量的增加量和其他形式能量的增加量.在参数a保持不变的情况下,计算了ZPS黑洞外视界和内视界的热容.在a_1a 2范围内(a_1≈1.74), ZPS黑洞外视界的热容取正值.因此, ZPS黑洞的外视界能够处于稳定的热平衡状态.通过考虑非极端ZPS黑洞的左系统和右系统,研究了黑洞热力学第三定律的问题.在ZPS黑洞热力学第三定律的表述中,强调黑洞的左系统满足能斯特定理.     

三维爱因斯坦-标量引力的黑洞解

构造了一个简单的三维爱因斯坦-标量引力, 并找到了它在标量场?=2αφ(α为常数)这种情况下的黑洞解. 分析发现此黑洞与Reissner-Nordstrom黑洞存在相似之处, 但当标量场?满足α>2e时, 此黑洞的质量M可以取负值. 验证了此黑洞的温度和熵符合热力学定律,并 且定义了有良好零温极限的黑洞热力学能. 比较了此黑洞解度规与Reissner-Nordstrom度规,发 现了α2与1/l分别对应着Reissner-Nordstrom黑洞的质量与电荷.      

带电黑洞Bekenstein-Hawking熵的修正值

人们用隧道效应方法对黑洞Hawking辐射进行了研究,发现黑洞的辐射谱不是严格的纯热谱。那么,由于辐射谱对纯热谱的偏离对熵的影响如何？这是人们非常感兴趣的问题。应用隧道效应所得到的能量谱计算配分函数,应用配分函数与熵的关系得到普遍带电黑洞Bekenstein-Hawking熵的修正值。并在所给结论的基础上,得到带电黑洞发生相变时各热力学量之间要满足的条件。     

再论暗物质、暗能量、引力波-中微子及力的统一问题——从宇宙微波背景辐射B模偏振之发现的物理学意义谈起

进一步探讨暗物质、暗能量、引力波-中微子及力的统一问题,结果认为:(1)以宇宙大部分星系合并成的重力真空星的类似局部暴涨解释了宇宙加速膨胀的可能是暗能量的高比例之源;证明哈佛—史密森天体物理学中心等BICEP2望远镜发现的宇宙微波背景辐射的B模式偏振信号,可能是宇宙暴涨与上述的类似局部暴涨的引力波叠加作用的结果。(2)英国《自然》杂志发表的76个"黑洞"探测所发现的强大的磁场,客观上较强有力地支持作者提出的"黑洞"(暗星)的夸克星模型:由1/3基本电荷的正负夸克以类似于金刚石的正四面体"空间点阵"组成。质能守恒定律提示1/3基本电荷的夸克可能是空心结构。(3)进一步支持"黑洞"(暗星-夸克星)作为暗物质的候选者的可行性。     

Reissner——Nordstrt(o)m度规场中光子轨道的引力偏转

采用后牛顿近似方法讨论了Reissner--Nordstrom度规场中光子轨道的引力偏转,给出了电荷量Q对光子偏转角度的影响,当电量为0时所得的一阶、二阶修正项与不带电天体的结论一致,该课题对于研究荷电天体的引力效应以及黑洞的奇异时空性质有重要意义.