基本信息
- 项目名称：
- 彩虹宇宙霍金辐射的量子修正
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 哲学
- 简介：
- 通过超越半经典近似，得到了芬斯勒彩虹宇宙表观视界处的修正后的隧穿率和霍金温度。然后，我将用于研究黑洞的Bekenstein–Hawking熵面积定理应用于彩虹宇宙的情况，得到了其表观视界处的熵。最后，计算出了修正后的熵并得到了有意义的结论。
- 详细介绍：
- 在以前的霍金辐射的研究中，人们是以黑洞为研究主体的。然而，在近来的一些文献中人们证明了FRW宇宙在表观视界处也具有相应的熵和霍金温度[1-3]。本文所要研究的则是彩虹宇宙视界处的霍金辐射，并考虑来自彩虹引力的影响。自从Hawking辐射被提出之后，人们对这一有趣的量子效应进行了广泛的研究。接着Kraus 和Wilczek等人提出了一种隧穿理论来解释和研究Hawking辐射[4-25 ]：在隧穿的过程中，隧穿幅度是由出射粒子作用量虚部决定的，且入射粒子必须为实粒子。在此理论的基础上，运用哈密顿雅可比方程，人们可以得到辐射粒子作用量的虚部，最后求出了弯曲时空视界附近粒子的隧穿率和Hawking温度。然而，在隧穿理论的计算过程中，人们只考虑了经典作用量按 展开后的第一项，所以其结果也只是半经典的近似结果。 考虑到半经典近似方法的局限性，并为了解决由此方法带来的不足。Banerjee 和 Majhi又提出了一种超越半经典近似的方法[26-36]。运用这种方法，他们计算出了粒子作用量按 展开后的所有项，所以最终所得到的结果既包括半经典近似下的结论也包含了通过超越半经典近似而引入的量子修正项。我们发现适当地选择其中无量纲的量可再现单圈背景辐射效应，或者得到这种量子修正产生的原因。运用这一方法，人们研究了各种时空视界处的量子遂穿，并且所得结果也与单圈量子引力理论情况下的结果一致。这种方法可能会对诠释量子引力影响的现象提供极大的帮助。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 由广义相对论下爱因斯坦场方程得到各类黑洞的解，然后运用量子理论研究黑洞的热力学性质。
科学性、先进性及独特之处
- 所得的结论与前人所得的结果在理论上是一致的，并进一步认识了一些特殊的黑洞的特征。
应用价值和现实意义
- 通过揭示黑洞的一些性质，进而促进天文观测的发展。
作品摘要
- 运用隧穿理论, 对芬斯勒彩虹宇宙进行了研究, 通过超越半经典近似处理，得到了芬斯勒彩虹宇宙表观视界附近标量粒子的隧穿率和该视界处的霍金温度,并考虑了在背景时空发生变化和自引力相互作用下对其隧穿率的修正.最后将用于黑洞领域的Bekenstein-Hawking熵面积定理推广到了宇宙的情形，得到了有意义的结果。
获奖情况及评定结果
- 1. Yang J, Yang S Z. Quantum tunneling of the non-stationary BTZ black hole[J]. Physica Scripta, 2009, 80(1):015007. 2. Yang J. Quantum Corrections to Hawking Radiation for Rainbow Universe[J]. International Journal of Theoretical Physics,2009, 48(9): 2592~2598. 3. Yang J, Yang S Z. Fermions tunneling from rotating stationary Kerr black hole with electric charge and magnetic charge[J]. Journal of Geometry and Physics,2010, 60(6-8): 986~990. 4. Yang J. The quantum formulation of black hole area spectrum and entropy spectrum[J]. International Journal of Theoretical Physics, in press.[已经被International Journal of Theoretical Physics录用]
参考文献
- 1. 刘辽.广义相对论 [M].北京：高等教育出版社（第二版），2004. 2. 赵峥. 黑洞的热性质与时空奇异性[M].北京：北京师范大学出版社，1999. 3. Lin K, Yang S Z. Fermion Tunnelling of a New Form Finslerian Black Hole[J]. Chin. Phys. Lett. 2009,26(1): 010401. 4. Lin K , Yang S Z. Quantum tunnelling in charged black holes beyond the semi-classical approximation [J]. Europhysics Letters,2009,86(2):20006.
调查方式
- 资料调查
同类课题研究水平概述
- 人们一直致力于建立一种完整的量子引力理论，希望这种理论能在研究早期宇宙过程中，尤其是在高能物理中起到举足轻重的作用。不久，Magueijo 和Smolin就提出了彩虹引力理论。
