黑洞霍金輻射、對(duì)偶性及相關(guān)問(wèn)題的研究.pdf

1、本文綜述了黑洞的基本知識(shí)和到目前為止所取得的研究成果，并詳細(xì)介紹作者博士期間在黑洞霍金隧穿輻射、面積量子化以及對(duì)偶性這三個(gè)方面的研究工作。本文分為七章，具體內(nèi)容如下：
　　第一章是綜述部分。我們?cè)谠撜聦?duì)黑洞的形成、蒸發(fā)、熱力學(xué)性質(zhì)和探索等方面進(jìn)行了闡述。
　　第二章目的是將Parikh、Wilczek的工作推廣到荷電粒子的霍金輻射。我們采用半經(jīng)典量子隧穿方法對(duì)Einstein-Maxwell-Dilaton-Axion（EM

2、DA）時(shí)空中標(biāo)量荷電粒子的霍金輻射進(jìn)行研究，其結(jié)果表明霍金輻射譜不是純熱譜，粒子隧穿率與Bekenstein-Hawking熵變有關(guān)。這與Parikh、Wilczek以及張靖儀等人的結(jié)果一致。同時(shí)，采用路徑積分方法對(duì)Taub-Nut時(shí)空中帶質(zhì)量粒子的隧穿行為進(jìn)行了研究，得到黑洞的霍金溫度與以前的結(jié)果一致。
　　第三章討論費(fèi)米子隧穿輻射。這部分內(nèi)容關(guān)鍵是構(gòu)造伽馬矩陣。對(duì)于軸對(duì)稱黑洞，考慮到視界附近能層中的物質(zhì)場(chǎng)被拖曳著進(jìn)行運(yùn)動(dòng)和伽馬

3、矩陣構(gòu)造的方便性，我們?cè)谕弦穲?chǎng)中對(duì)費(fèi)米子的隧穿輻射進(jìn)行討論。對(duì)de Sitter時(shí)空中費(fèi)米子隧穿輻射的研究表明：具有正頻的粒子在宇宙視界處的能量測(cè)得為負(fù)值。對(duì)Horava-Lifshitz引力理論中費(fèi)米子隧穿輻射的研究表明：該引力理論的相關(guān)參數(shù)對(duì)黑洞霍金溫度進(jìn)行了約束。
　　第四章，考慮到 Nation等人關(guān)于一維量子通道描述光子的霍金輻射和Bekenstein、Mayo對(duì)黑洞維數(shù)約束的工作，我們將黑洞約束為一維，采用一維通道同時(shí)

4、對(duì) Kerr和 Kerr-Newman時(shí)空中費(fèi)米子和玻色子的霍金輻射進(jìn)行討論。同時(shí)，對(duì)黑洞的熱導(dǎo)率和電導(dǎo)率進(jìn)行了研究，其結(jié)果表明：熱導(dǎo)率只與黑洞表面引力有關(guān)，且不均勻；電導(dǎo)率只與粒子的電荷有關(guān)。在討論中，隧穿粒子的磁量子數(shù)被視為廣義的荷，相應(yīng)的化學(xué)勢(shì)等于磁量子數(shù)乘以角速度。
　　第五章，結(jié)合Maggiore關(guān)于QNMs的新解釋和黑洞熱力學(xué)第一定律，我們對(duì)de Sitter時(shí)空中Schwarzschild黑洞和高維Reissner-

5、Nordstrom黑洞在接近極端情況下的面積譜進(jìn)行了討論。其結(jié)果表明，面積譜和熵譜是等間隔的，與黑洞的參數(shù)無(wú)關(guān)。該結(jié)果具有普遍性，對(duì)于其它非極端黑洞同樣適用。
　　第六章是Kerr/CFT對(duì)應(yīng)的進(jìn)一步延伸。我們對(duì)EMDA黑洞在極端和非極端情況下的對(duì)偶性進(jìn)行了討論，得到該黑洞“near”區(qū)域存在共形對(duì)稱性，但由于矢量場(chǎng)的局域定義和方位角的周期性，這種對(duì)稱被視為瞬時(shí)破缺。在非極端情況下，我們得到“near”區(qū)域的吸收截面，它精確地與二