霍金辐射与隧穿效应的相关研究

发布时间：2020-10-31 00:31

　　 1975年,霍金关于黑洞辐射的半经典计算表明黑洞会蒸发,并且由此我们可以推断信息将永远丢失。2000年,帕里克(M.K.Parikh)和维尔切克(F.Wilczek)把霍金辐射当成一个隧穿过程来处理,通过这种方法来解释能量守恒以及霍金辐射是一个幺正过程。在此之后,人们使用隧穿的方法讨论了各种各样静态和稳态旋转黑洞的辐射过程。 在第一章中,我们简要回顾了霍金辐射,黑洞热力学四定律以及黑洞信息疑难,介绍了一些解决黑洞信息疑难的可能方案。然后我们介绍了运用量子隧穿来处理霍金辐射的方法,在此方法中人们把霍金辐射看成是一个隧穿粒子来处理,这样计算出的辐射谱将是非纯热谱。 第二章,我们通过量子隧穿的方法,使用WKB近似得到了辐射粒子势垒贯穿的几率,并由此得到了Schwarzschild-de Sitter黑洞和Reissner-Nordstrom-de Sitter黑洞的一阶及二阶熵修正。得到的结果同样符合幺正性原理,且支持能量守恒。 第三章我们把黑洞蒸发当成是一个粒子溢出的过程,计算了Schwarzschild-de Sitter黑洞辐射一定能量的粒子所带出的熵,证明了Schwarzschild-de Sitter黑洞存在遗迹,并分析了宇宙常数Λ对辐射一定能量的粒子所带出的熵的影响。对于黑洞熵取不同修正时,我们建立了数值模型来模拟黑洞蒸发率的形式。通过使用斯特潘-波尔兹曼定律,我们讨论Schwarzschild黑洞和Schwarzschild-de Sitter黑洞的蒸发率及黑洞遗迹。并由此画出了对应于不同熵表达式的Schwarzschild黑洞和Schwarzschild-de Sitter黑洞的蒸发率与黑洞质量关系的图形,再次验证了黑洞遗迹的存在。 最后我们总结全文,并作了展望。
【学位单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2011
【中图分类】：P145.8
【部分图文】：

金l2]在1974年得出的。黑洞视界附近的真空涨落产生虚粒子对，一个是正能粒子，一个是负能粒子，它们的总能量为零。根据不确定性原理，虚粒子对存在的时间将非常的短。如图1.2.1所示l23]，它们有的自行湮灭;有的正能和负能粒子都落到黑洞里;有的则是负能粒子落进黑洞，正能粒子逃出黑洞飞向远方。

图3.1辐射为黑体辐射时坐随着M变化的关系图dt我们根据 (3.2.4)式通过数值计算可以得到当黑洞辐射是黑体辐射时黑洞的一一一汉入夕一一__~一，，~、，一_，___~_、，_、~。_，，、_丈刀以蒸发率二兰随着M的变化的关系图。如图3.1所示，当黑洞的蒸发率竺竺立二O时，dt---一dt黑洞质量M二0。这说明当辐射是黑体辐射的时候，黑洞将完全蒸发，黑洞将不存在遗迹。当我们把霍金辐射看成量子隧穿过程来处理时，考虑自引力相互作用，则辐射出的粒子的能量。必须远远小于黑洞的质量M，即M》。。同样地，我们可以根据WKB近似的一阶近似解的条件得到。WKB近似的一阶近似解[76川的条件为”}s0"}《}凡2}

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【参考文献】

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1 张靖仪;赵峥;;静质量不为零的粒子的量子隧穿辐射[J];物理学报;2006年07期

本文编号：2863213