本文關鍵詞： 黑洞 量子引力 霍金蒸發(fā) 量子隧穿　出處：《蘭州大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：各種量子引力理論都一致地預言存在最小可測量長度。黑洞一直是研究量子引力理論的很好的系統(tǒng)�；艚疬\用彎曲時空量子場論證明了黑洞存在輻射譜為純熱譜的輻射。雖然Per Kraus、Frank Wilczek和Maulik K.Parikh等人提出了霍金輻射的量子隧穿方法并得到了很好的修正結果,但是這并沒有考慮量子引力最小可測量長度的影響。目前已有文獻利用廣義不確定性原理研究了黑洞霍金輻射的量子引力效應。這對理論上探討黑洞是否存在蒸發(fā)剩余和黑洞信息丟失疑難具有深遠的意義。我們采用了新的量子引力修正方案和量子隧穿半經(jīng)典的Hamilton-Jacobi方法對黑洞費米子隧穿的量子引力修正作了研究并得到了有意義的結果。第一章主要介紹關于黑洞和霍金輻射的背景知識。其中重點介紹了量子隧穿霍金輻射的物理原理,以及量子隧穿霍金輻射的測地線方法和Hamilton-Jacobi方法。第二章介紹量子引力中的最小可測量長度和提出新的量子引力修正方案。各種量子引力理論都一致地預言存在最小可測量長度。在理論上引入量子引力最小可測量長度的方法之一是利用廣義的不確定性原理(GUP)。因此我們利用GUP提出了更加合理有效的量子引力修正方案。第三章運用半經(jīng)典Hamilton-Jacobi方法和新的量子引力修正方案,依次對Schwarzsc-hild黑洞、Reissner-Nordstrom黑洞、Kerr黑洞和Kerr-Newman de Sitter黑洞中費米子在黑洞視界的隧穿問題作了研究。其中對前三者的研究表明,量子引力效應不僅會使黑洞費米子輻射譜偏離純熱譜,而且會減緩黑洞的蒸發(fā)乃至產(chǎn)生蒸發(fā)剩余。對Kerr-Newman de Sitter黑洞的研究不僅得到了量子引力修正的隧穿概率和輻射溫度,而且精確驗證了前面三種黑洞修正結果的正確性和直接得到了Kerr-Newman黑洞情形的修正結果。為了計算方便和著重考察量子引力效應對黑洞費米子輻射的影響,我們暫時沒有考慮輻射粒子對時空的反作用。第四章對整篇工作做一總結和展望。
[Abstract]:All kinds of quantum gravitation theories have consistently predicted the existence of the minimum measurable length. Black hole has always been a good system for studying quantum gravity theory. Hawking proved that the existence of radiation spectrum of black hole is pure thermal spectrum by using the theory of curved space-time quantum field. Although Per Krausch Frank Wilczek and Maulik K. Parikh et al proposed a quantum tunneling method for Hawking radiation and obtained very good results. However, this does not take into account the influence of the minimum measurable length of quantum gravity. At present, some literatures have studied the quantum gravitational effect of Hawking radiation in black hole by using generalized uncertainty principle. The problem of residual and information loss of black hole is of great significance. A new scheme of quantum gravity correction and a semi-classical Hamilton-Jacobi method of quantum tunneling are used to study the quantum gravitational correction of fermion tunneling in black hole. The first chapter mainly introduces the background knowledge about black hole and Hawking radiation, which focuses on the physical principle of quantum tunneling Hawking radiation. And geodesic method and Hamilton-Jacobi method for quantum tunneling Hawking radiation. Chapter 2 introduces the minimum measurable length of quantum gravity and proposes a new scheme of quantum gravity correction. One of the methods to introduce the minimum measurable length of quantum gravity in theory is to use the generalized uncertainty principle. Therefore, we propose a more reasonable and effective scheme of quantum gravity correction by using GUP. The chapter uses the semi-classical Hamilton-Jacobi method and a new quantum gravity correction scheme. The tunneling of fermions at the event horizon of the Schwarzsc-hild black hole Reissner-Nordstrom black hole and the Kerr-Newman de Sitter black hole is studied in turn. The study of Kerr-Newman de Sitter black hole not only obtained the modified tunneling probability and radiation temperature of quantum gravity, but also slowed down the evaporation of black hole. Moreover, the correction results of the first three kinds of black holes are verified accurately and the modified results in the case of Kerr-Newman black holes are obtained directly. The effect of quantum gravitational effect on the fermion radiation of black holes is investigated in order to facilitate the calculation. For the time being, we do not consider the reaction of radioactive particles to time and space. Chapter 4th gives a summary and prospect of the whole work.
【學位授予單位】：蘭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：P145.8

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本文編號：1526262