收藏本站
《西北大学》 2009年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

引力和视界热力学及Hawking辐射量子隧穿方法的相关研究

江克侠  
【摘要】: 引力和视界热力学的关系是理论物理中非常令人感兴趣的问题之一。更为重要的是,近年来联系于视界热力学一些新的性质被发现:Einstein方程在视界上可以作为热力学第一定律的形式出现;在Friedmann-Robertson-Walker(FRW)宇宙表观视界上,时空动力学方程(Friedmann方程)也可以写成一个所谓的统一热力学第一定律的形式;局域定义的FRW宇宙表观视界,也存在着在Kodama矢量观测者看来的Hawking辐射效应。 Hawking辐射是黑洞物理极其重要的一个量子现象,Parikh和Wilczek进一步整理和推广了Keski-Vakkuri和Kraus把辐射解释为粒子经过视界势垒隧穿的思想,称为辐射的Parikh-Wilczek隧穿方法。本文进一步研究了动力学时空FRW宇宙表观视界的Hawking辐射效应,以及动态黑洞模型-Vaidya黑洞和McVittie黑洞表观视界上的热力学,探讨了辐射和视界热力学的关系。 首先,在动力学时空FRW宇宙背景下,发展了超半经典近似的量子隧穿方法,研究了FRW宇宙表观视界的Hawking辐射效应,形式上给出了Hawking温度和熵的高阶量子修正项,Kodama矢量对定义辐射粒子的能量起着关键作用,我们分别用FRW坐标以及类Painlevé坐标给出了详细的分析。 其次,基于静态黑洞时空隧穿方法的一般性研究,那里黑洞的辐射率Γ-exp(ΔS),是视界上热力学第一定律dE_H=TdS+PdV的必然结果,我们在动力学时空FRW宇宙背景下,发展了这种分析。动力学时空与静态时空有着很大不同,我们采用一般性分析方法,从视界上统一热力学第一定律dE_H=TdS+WdV(其中W=(p-P)/2)出发,研究了FRW宇宙表观视界的Hawking辐射效应,形象的表明了在动力学时空下,Kodama矢量观测者意义下的Hawking辐射率Γ-exp(-ΔS),也是其视界热力学第一定律的必然结果。 最后,利用Kodama-Hayward动态黑洞理论,我们研究了两个动态黑洞模型-Vaidya黑洞和McVittie黑洞,分析了表观视界上Hawking辐射。发现对Vaidya黑洞,隧穿方法的一般性分析可以很好的给出辐射率,从而给出辐射谱;对于McVittie黑洞,我们给出了表观视界上的统一热力学第一定律形式,分析发现McVittie黑洞存在内行模式的Hawking辐射效应,这从物理上是难以理解的。我们认为McVittie黑洞的动态特性来源于背景时空FRW宇宙的动态因素,从这个角度也说明了McVittie解并不是严格意义上的动态黑洞解。
【学位授予单位】:西北大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:P145.8

免费申请
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵峥;;视界的温度[J];北京师范大学学报(自然科学版);1981年04期
2 赵峥;桂元星;刘辽;;黑洞热辐射和内禀奇异区的温度[J];北京师范大学学报(自然科学版);1983年01期
3 赵峥;;什么是黑洞热力学第零定律[J];北京师范大学学报(自然科学版);1991年03期
4 李立新;王永成;赵峥;刘辽;;星系喷流的一种可能能源机制:两个黑洞叠加时的Hawking辐射[J];北京师范大学学报(自然科学版);1993年03期
5 赵峥,朱建阳;黑洞熵应该满足能斯特定理[J];北京师范大学学报(自然科学版);1998年04期
6 程素君,赵峥;匀加速直线运动的稳态Kerr黑洞的热性质[J];北京师范大学学报(自然科学版);1999年01期
7 刘文彪;Reissner-Nordstrom黑洞与面积定理[J];北京师范大学学报(自然科学版);1999年03期
8 高长军,赵峥;用膜模型计算Schwarzschild -de Sitter黑洞的熵[J];北京师范大学学报(自然科学版);2000年03期
9 刘文彪,赵峥;非热平衡Reissner-Nordstrom-de Sitter黑洞的熵[J];北京师范大学学报(自然科学版);2000年05期
10 刘文彪,贺晗;用brick-wall方法计算黑洞熵的再讨论[J];北京师范大学学报(自然科学版);2001年03期
中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 赵峥;;模拟黑洞的碰撞[A];黑洞物理研讨会论文集[C];2002年
2 李翔;;黑洞会完全蒸发吗?[A];黑洞物理研讨会论文集[C];2002年
3 张靖仪;;黑洞信息疑难与量子隧穿辐射[A];2006粤港澳天文研究与天文教育研讨会论文集[C];2006年
4 ;On Diffeomorphism Invariance and Black Hole Mass Formula[A];Fields, Gravity and Multisymplectic Structures--Proceedings of CCAST (World Laboratory) Workshop[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 曹巧君;Ho(?)ava-Lifshitz引力的时空热力学阐释[D];浙江大学;2011年
2 彭俊金;(哥德尔)黑洞的霍金辐射、量子反常与Kerr/CFT对应性[D];华中师范大学;2011年
3 陈德友;黑洞霍金辐射、对偶性及相关问题的研究[D];电子科技大学;2011年
4 林恺;可投影条件下的Horava-Lifshitz理论中宇宙学和黑洞的扰动[D];重庆大学;2011年
5 朱曙;黑洞熵、膜世界和熵引力若干问题的研究[D];上海大学;2011年
6 吴双清;动态黑洞的霍金辐射与标量场方程的精确解[D];华中师范大学;2002年
7 史旺林;非对称磁场重联的Cluster数值分析及一个宇宙线源模式[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2005年
8 贺锋;关于黑洞熵和穿越虫洞的一些研究[D];北京师范大学;2002年
9 郭广海;弯曲时空中的标量场[D];大连理工大学;2005年
10 高长军;黑洞熵、黑洞的de Broglie-Bohm量子化及Quintessence宇宙学[D];中国科学院研究生院(上海天文台);2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邹德成;三阶Lovelock引力中的黑洞[D];西北大学;2011年
2 李鹏;Lovelock-Born-Infeld黑洞及其热力学研究[D];西北大学;2011年
3 王传彪;黑洞研究中的数学方法[D];吉林大学;2011年
4 宋士雄;声学黑洞熵的砖墙模型导出及二体量子纠缠度在洛仑兹变换下的性质[D];兰州大学;2011年
5 李适;量子反常方法计算2+1维黑洞背景下费米场的霍金辐射[D];兰州大学;2011年
6 彭家辉;宇宙学中的霍金辐射[D];上海师范大学;2011年
7 赵伟;LTB宇宙及其相关问题研究[D];上海师范大学;2011年
8 邓峻峰;黑洞时空中的量子纠缠提纯[D];湖南师范大学;2011年
9 丁少航;广义相对论的应用:黑洞的霍金辐射与GPS导航[D];南昌大学;2011年
10 方立青;霍金辐射与隧穿效应的相关研究[D];南昌大学;2011年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 宋朋云;刘钢;杨传径;;量子隧穿中居留时间的讨论[J];科技资讯;2008年32期
2 班士良,HasbunJE,梁希侠;量子隧穿的一种数值计算方法[J];内蒙古大学学报(自然科学版);2000年01期
3 宋朋云;甄志强;杨传径;;量子隧穿中的转移哈密顿法[J];科技资讯;2008年33期
4 周亮;张靖仪;;带电带磁粒子的量子隧穿辐射[J];物理学报;2010年06期
5 ;量子隧穿效应“孵出”能效更高的隧穿晶体管 有望解决目前芯片上晶体管生热过多的问题[J];电子元件与材料;2012年05期
6 罗国忠,聂一行,梁九卿;单轴铁磁颗粒激发态的热助量子隧穿[J];山西大学学报(自然科学版);2004年02期
7 姚春霞;寇谡鹏;宁艳晓;;分子磁体中量子经典渡越的数值研究[J];北京师范大学学报(自然科学版);2005年06期
8 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
9 ;利用纳米级氮化硼和金量子点实现量子隧穿效应 美首次制造出不使用半导体的晶体管[J];今日科苑;2013年17期
10 杨军;武文远;龚艳春;戴斌飞;黄雁华;;电子双势垒量子隧穿的散射矩阵方法及其数值模拟[J];大学物理;2008年07期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 肖科文;;开放的双阱系统中的量子隧穿控制[A];第十六届全国原子与分子物理学术会议论文摘要集[C];2011年
2 张靖仪;;黑洞信息疑难与量子隧穿辐射[A];2006粤港澳天文研究与天文教育研讨会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 江克侠;引力和视界热力学及Hawking辐射量子隧穿方法的相关研究[D];西北大学;2009年
2 龚添喜;引力场中的轨道效应和黑洞的量子隧穿效应[D];湖南师范大学;2010年
3 蒋青权;量子隧穿、反常与黑洞霍金辐射[D];华中师范大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 李静;Spin-boson model中环境温度对量子隧穿的影响[D];暨南大学;2008年
2 罗国忠;单轴铁磁颗粒基态和激发态的量子隧穿[D];山西大学;2004年
3 刘娟;双阱中两玻色子量子隧穿的相干控制[D];湖南师范大学;2013年
4 肖科文;开放少阱系统中量子隧穿的相干控制[D];湖南师范大学;2012年
5 徐代宇;相对论情况下的量子隧穿时间[D];华东师范大学;2013年
6 周亮;黑洞的量子隧穿辐射研究[D];广州大学;2009年
7 白守燕;两种表象下偶极旋量BEC的量子基态相图和量子隧穿[D];山西大学;2013年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026