本论文总结了作者三方面的工作:(1)讨论了一般静态球对称黑洞附近量子场的热力学性质,研究了弯曲时空中修正后的Stefan-Boltzmann定律和其它的相关的热力学量;(2)将广义不确定关系用于黑洞附近量子场的热力学性质的讨论;(3)研究了一般动态球对称黑洞的Hawking辐射。全文共分五章,第一章引言部分给出了作者工作的背景和相关理论的综述,第二、三、四章是作者自己的工作,第五章是工作总结和对今后工作的展望。 第一方面的工作,即第二章研究了一般静态球对称黑洞附近量子场的热力学性质。首先,建立零标架,并计算出相关的旋系数以及Weyl张量的各个独立分量,从而用Newman-Penrose的形式得到了任意自旋场的广义的Teukolsky型主方程,并根据得到的广义Teukolsky型主方程进而求得一般球对称静态黑洞对于无质量任意自旋场下的相关熵密度σ、能量密度ρ、压力P和态方程的新的形式。这和在完全理想气体下的热平衡下得到的相关形式存在着不同,同时这种新的结果对于进一步相关的研究是很有意义的。 第二方面的工作,即第三章讨论了广义不确定关系对静态球对称黑洞附近量子场的热力学量的影响。本文采用广义不确定关系修正的态密度方程来研究一般球对称静态时空背景中黑洞视界附近无质量共形不变标量场(自旋s =0)、中微子场( s =12)、电磁场( s =1)、无质量Rarita-Schwinger场( s =32)和引力场( s =2)的热力学量,结果发现黑洞附近熵密度、能量密度和压强公式除了具有与以前工作中出现的主导项之外,还具有依赖于自旋和最小距离尺度的大小的附加项。本章的工作进一步说明,在黑洞附近薄层区域内,热力学量中具有与自旋、最小距离尺度的大小相关的附加项在我们所讨论的量子系统中是不能忽略的。 第三方面的工作,即第四章研究了一般动态球对称黑洞的Hawking辐射。首先,在一般动态球对称黑洞时空中,构建了零标架并计算得到了相关的旋系数,进而将弯曲时空中描述辐射粒子的无源引力场、电磁场、Dirac场、Klein-Gordon场方程简化处理为一个比较广泛的广义的Teukolsky型主方程,接着利用乌龟变换(Tortoise变换)将之在视界附近化为波动方程的标准形式,最后求解波动方程,并讨论动态黑洞的热辐射。本章意在讨论较为一般的动态球对称黑洞的热辐射,同时结果中也对比了2001年一些文献中的类似工作,发现由于考虑一阶方程在视界附近的渐近形式欠妥,从而导致文献中的结论是有问题的。
【学位单位】：广西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2006
【中图分类】：P145.8
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2814905
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