Reissner-Nordstr?m de Sitter黑洞的量子隧穿效应

运用Parikh的量子隧穿模型，研究了Reissner-Nordstrm de Sitter黑洞的量子隧穿效应.结果表明，在能量守恒的条件下，黑洞外视界和宇宙视界处的粒子出射率与Bekenstein-Hawking熵有关，辐射谱不再是严格的纯热谱.     

对Reissner-Nordstr?m-anti-de Sitter黑洞Hawking隧穿辐射的研究

在考虑粒子间的自引力相互作用后, 首先采用Parikh-Wilczek的半经典隧穿方法对带电粒子与不带电粒子在Reissner-Nordstrm-anti-de Sitter黑洞视界处的隧穿辐射特征进行了研究. 其次, 推广复路径方法对该黑洞的辐射谱进行研究. 两种方法所得的结果都支持Parikh-Wilczek的观点, 即黑洞的隧穿率Bekenstein-Hawking熵变有关, 真实的辐射谱不是纯热谱. 关键词： 带电黑洞 隧穿率 自引力修正 复路径法     

Reissner-Nordstr(o)m de Sitter黑洞的量子隧穿效应

运用Parikh的量子隧穿模型,研究了Reissner-Nordstr(o)m de Sitter黑洞的量子隧穿效应.结果表明,在能量守恒的条件下,黑洞外视界和宇宙视界处的粒子出射率与Bekenstein-Hawking熵有关,辐射谱不再是严格的纯热谱.     

引力无穷的神秘黑洞

 “黑洞”是２０世纪最具神奇色彩的术语之一。形象而又多少带有恐怖色彩的字眼使人联想到了将要吞噬一切的巨兽之口。虽然黑洞最初仅仅是一种纯理论推理演绎的数学模型,但随着在宇宙观测中逐步得到证实,使人不得不承认黑洞的真实性。无论人类对黑洞的研究探索最终发展到何种地步,但至今为止,黑洞研究已极大地丰富了２０世纪物理学内容。经典的“黑洞”概念源于１７８３年,最初是英国的约翰·米歇尔（Ｊ．Ｍｉｃｈｅｌｌ）按照牛顿力学定律导出的一种极限模型。     

用圈量子引力解除Schwarichild-de Sitter黑洞的时空奇点

通过引入圈量子引力中holonomy基本变量的类比变量和采用相应的量子化方法,对Schwarichild-de Sitter黑洞中心附近的引力场进行量子化.分析和计算了黑洞中心附近的1r和曲率标量的谱分布,得到了它们均存在有限上界的结果.通过求解经典时空奇点r=0附近的量子哈密顿约束方程,给出了黑洞波函数在黑洞中心附近的时间演化行为,得到了该波函数可以通过经典奇点进行量子演化的结果.     

黑洞热力学、引力的全息性及时空呈展性

黑洞热力学揭示引力具有全息性质。这是过去十几年中人们对引力本质认识的重要进展。本文将介绍黑洞热力学,引力的全息性质及其在强耦合系统中的应用,以及热力学和时空动力学关系等方面在近些年的一些研究进展。     

渐近安全引力下的黑洞阴影和光环

重点讨论了薄盘吸积与渐近安全(asymptotically safe,AS)引力修正参数对黑洞阴影和光环的影响.对于薄盘吸积,黑洞的暗区就是黑洞的阴影,而明亮的光环则是由直接像、透镜环和光子环组成的.对于吸积盘辐射源比强度,考虑了3个不同辐射轮廓模型.对辐射起始于最内圆轨道的二阶衰减函数模型,直接像、透镜环和光子环可以明显区分.直接像对黑洞光环亮度贡献最大,透镜环对光环亮度贡献很小,而光子环的贡献几乎可以忽略,且对应观测强度的峰值随AS引力参数的增加而减小,即对应光环亮度随修正参数的增大而变暗.对于辐射起始于光子球半径的三阶衰减函数模型,透镜环和光子环叠加在直接像上,使观测强度出现新的极值.这一极值随AS引力修正参数的增加而增加,且使得黑洞光环的亮度更亮.对辐射起始于事件视界的反三角衰减函数模型,透镜环和光子环在直接像上的叠加范围更大,观测到的光环更宽,且AS引力参数值越小,透镜环和光子环越难区分,黑洞光环的亮度越大.总之,研究表明,黑洞阴影半径的大小随AS修正参数的增加而减小,对于不同的AS引力修正参数,辐射源光强度、尤其是观测强度的辐射轮廓存在显著差异,导致黑洞的阴影和亮环明显不同...     

引力彩虹时空中Kerr黑洞的熵谱和面积谱

利用黑洞的绝热不变性,研究了引力彩虹时空中Kerr黑洞的熵谱和面积谱.首先,在引力彩虹时空背景下,计算了Kerr黑洞的绝热不变作用量,并将其与玻尔-索末菲量子化条件相结合,给出了黑洞的熵谱.得到的熵谱没有引力彩虹时空本身具有的粒子能量依赖性,且是与经典Kerr黑洞中原始贝肯斯坦熵谱相同的等间距熵谱.然后,根据黑洞热力学第一定律和黑洞熵谱,给出了与原始贝肯斯坦谱不同的面积谱.该面积谱是非等间距的,而且有对黑洞面积的依赖性,但不依赖于探测粒子的能量.面积谱表明,随着黑洞面积的减少,面积间隔逐步变小;当黑洞达到普朗克尺度时,面积量子可降为零.这表示黑洞面积不再减少,黑洞出现辐射剩余.而在忽略色散关系的修正效应或在大黑洞极限下,面积谱的修正项可以忽略,引力彩虹Kerr黑洞面积谱可以回归到原始贝肯斯坦谱.此外,对引力彩虹时空Kerr黑洞的熵进行了讨论,得到了带有面积倒数修正项的黑洞熵,分析了黑洞熵的量子修正与面积谱量子修正的一致性.     

对Reissner-Nordstrm-anti-de Sitter黑洞Hawking隧穿辐射的研究

在考虑粒子间的自引力相互作用后,首先采用Parikh-Wilczek的半经典隧穿方法对带电粒子与不带电粒子在Reissner-Nordstrm-anti-de Sitter黑洞视界处的隧穿辐射特征进行了研究.其次,推广复路径方法对该黑洞的辐射谱进行研究.两种方法所得的结果都支持Parikh-Wilczek的观点,即黑洞的隧穿率Bekenstein-Hawking熵变有关,真实的辐射谱不是纯热谱.     

对动态缓变Reissner-Nordstrm黑洞量子辐射特征的研究

考虑到Reissner Nordstr m黑洞的质量M和荷电量Q随时间t缓慢变化的情况 ,研究了此黑洞的量子辐射特征 .结果表明 ,在动态缓变Reissner Nordstr m时空中荷电Dirac粒子的量子热辐射谱与其黑洞蒸发率及随时间t缓变的M(t)和Q(t)等因素有关 ;动态缓变Reissner Nordstr m黑洞量子非热辐射的最大能量与量子热辐射谱中的化学势相等     

黑洞准正则模的量子力学类比存在吗?

随着引力波探测和黑洞事件视界望远镜观测的突破性研究进展,黑洞的准正则模引起了人们新一轮的研究热潮.黑洞准正则模从数学形式上被众多文献称之为定态薛定鄂方程的复频率本征函数.文献的此种表述容易给读者一个误解,以为准正则模的概念是从薛定鄂方程,或者说量子力学导出来的.本文将分析指出,量子力学中不存在类比于黑洞准正则模的波函数.本文将澄清相关的物理概念和物理图像,并指出准正则模是具有耗散特性的波动方程的物理行为.     

在类比系统中研究引力和黑洞的性质

引力和量子力学的融合是理解时空起源和引力本质的重要问题,也是一个长期悬而未决的基础物理学根本问题。理论物理学家们对此提出了诸多理论猜想,也做出了许多预言。然而一些相关的预言涉及的效应极其微弱,因此难以通过实验观测加以证实。通过类比引力系统,人们可以将这些引力效应转化为实验室可测可控系统的一些效应。对这些类比系统的研究一方面可以帮助人们更深入地理解引力的性质本身,另一方面也可以为其他相关领域的研究提供启发和新的思路。文章将以几个具体的类比系统为例简要介绍类比引力研究的历史和最近的一些研究进展。     

对Reissner-Nordstr(o)m-anti-de Sitter黑洞Hawking隧穿辐射的研究

在考虑粒子间的自引力相互作用后;首先采用Parikh-Wilczek的半经典隧穿方法对带电粒子与不带电粒子在Reissner-Nordstrm-anti-de Sitter黑洞视界处的隧穿辐射特征进行了研究.其次;推广复路径方法对该黑洞的辐射谱进行研究.两种方法所得的结果都支持Parikh-Wilczek的观点;即黑洞的隧穿率Bekenstein-Hawking熵变有关;真实的辐射谱不是纯热谱.     

对动态缓变Reissner-Nordstr(o)m黑洞量子辐射特征的研究

考虑到Reissner-Nordstrom黑洞的质量M和荷电量Q随时间t缓慢变化的情况,研究了此黑洞的量子辐射特征.结果表明,在动态缓变Reissner-Nordstrom时空中荷电Dirac粒子的量子热辐射谱与其黑洞蒸发率及随时间t缓变的M(t)和Q(t)等因素有关;动态缓变Reissner-Nordstrom黑洞量子非热辐射的最大能量与量子热辐射谱中的化学势相等.     

Reissner-Nordström de Sitter黑洞的量子隧穿效应

运用Parikh的量子隧穿模型,研究了Reissner-Nordstr(o)m de Sitter黑洞的量子隧穿效应.结果表明,在能量守恒的条件下,黑洞外视界和宇宙视界处的粒子出射率与Bekenstein-Hawking熵有关,辐射谱不再是严格的纯热谱.     

类比Ba?ados-Teitelboim-Zanelli黑洞的辐射屏蔽

虽然类比引力理论表明可以使用实验室的物理系统类比黑洞的时空结构,但是旋转黑洞的结构很难在实验室体系中找到较好的对应.本文使用特设的涡旋光,在理论上找到了一种接近Ba?ados-Teitelboim-Zanelli(BTZ)黑洞的类比结构,通过计算无质量粒子和声波在类比BTZ黑洞和引力的BTZ黑洞时空中的运动来比较它们的异同.两种黑洞时空无质量粒子和声波的有效势能给出了相同的能量和角动量的辐射禁区分布,不同的是, BTZ黑洞经典禁区沿径向将趋近固定的能量值,而类比BTZ黑洞的经典禁区沿径向将闭合.幸运的是,在视界和能层附近,无质量粒子和声波的运动行为几乎一致,从这个角度来说,类比实验体系能够很好地模拟BTZ黑洞.特别地,在两种黑洞时空下,低能量高角动量的粒子的经典禁区都更宽.     

利用广义不确定关系计算Reissner-Nordstrm-de Sitter黑洞的统计力学熵

利用广义不确定关系修正的态密度方程并采用Wentzel-Kramers-Brillouin(WKB)近似方法,计算了Reissner-Nordstrm-de Sitter(RNdS)黑洞时空中标量场的统计力学熵.结果表明,由这种方法得到的黑洞熵与它的内、外视界面积和宇宙视界面积之和成正比,这与采用其他方法所得的结果一致,从而揭示了黑洞熵与视界面积之间的内在联系,也进一步表明了黑洞熵是视界面上量子态的熵,是一种量子效应.     

扰动对一维局域模的影响

在紧束缚模型基础上，考虑到缺陷、温度、掺杂等外界因素的影响，用方形随机分布模拟了格点原子扰动对一维局域模的影响.给出了不同扰动参数σ下，孤子和极化子中各个局域模的变化情况.计算发现，由于孤子g₁模的钉扎效应，扰动后，弱模g₄定域性会得到加强，还会产生两个新定域模g′₁和g′₂，它们与相应的g₁和g₂模有相同的节点和宇称 ；极化子的g₇模在畸变较大时将 关键词： 扰动 局域模 聚合物     

“消化不良”的黑洞

 天龙座一个巨大黑洞捕获的恒星超出了自己的吞噬能力。2011 年3 月25 日美国宇航局的雨燕卫星发现了一束X 闪光。一个39亿光年外的黑洞撕碎了一颗路过的恒星,在被黑洞完全吞噬之前,摩擦和引力作用炙烤恒星残骸,发出灼热光线。
最近天文学家发表报告,X 射线数据和射电观测都表明,闪光源自黑洞边界射出的狭窄物质喷流。其他黑洞也有类似的喷流,但这是天文学家首次目睹产生的全过程。天龙座的这个黑洞位于该遥远星系的中心,与银河系中心的400 万个太阳质量黑洞大小相同。尽管我们银河系的这些黑洞目前都保持安静, 但该发现说明一颗运行无规则的恒星还是可能遭遇黑洞产生这种耀目的奇观。     

对动态缓变Reissner-Nordström黑洞量子辐射特征的研究

考虑到Reissner-Nordstrom黑洞的质量M和荷电量Q随时间t缓慢变化的情况,研究了此黑洞的量子辐射特征.结果表明,在动态缓变Reissner-Nordstrom时空中荷电Dirac粒子的量子热辐射谱与其黑洞蒸发率及随时间t缓变的M(t)和Q(t)等因素有关;动态缓变Reissner-Nordstrom黑洞量子非热辐射的最大能量与量子热辐射谱中的化学势相等.