本文選題：黑洞　切入點：似正規(guī)模　出處：《湖南師范大學》2012年碩士論文

【摘要】：黑洞時空中的似正規(guī)模和粒子碰撞一直是黑洞物理和天體物理研究的熱門課題。作為黑洞時空的“特征聲音”,似正規(guī)模被認為是直接探測到黑洞的有力證據(jù)并有可能在不久的引力波實驗中被探測到。研究還表明黑洞似正規(guī)模與AdS/CFT對應和Loop量子引力理論有著密切的聯(lián)系。此外,黑洞時空中粒子碰撞的研究表明事件視界附近兩碰撞粒子的質(zhì)心能的理論值可以趨向于無限大,這就意味著黑洞可以成為Planck能標級的高能粒子加速器。對黑洞時空中粒子碰撞的進一步研究,有助于人們洞察超高能物理領(lǐng)域的一些性質(zhì)。因此,研究黑洞時空中的似正規(guī)模和粒子碰撞有著重要的理論和現(xiàn)實意義。在本文中,我們主要研究了卷曲的AdS3島黑洞時空背景中與愛因斯坦張量耦合的標量場的似正規(guī)模頻譜和加速旋轉(zhuǎn)黑洞時空背景中的粒子碰撞。 在第一章中,我們對黑洞時空中微擾場的似正規(guī)模和粒子碰撞的基本概念、研究意義及其研究現(xiàn)狀做了一些簡要的介紹。 在第二章中,我們研究了在卷曲的AdS3昆黑洞時空中與愛因斯坦張量耦合的標量場的似正規(guī)模,發(fā)現(xiàn)其似正規(guī)模頻率不僅與時空的卷曲參數(shù)v有關(guān),還和標量場與愛因斯坦張量之間的耦合參數(shù)η有關(guān)。對于固定的v,ωR的實部隨η的增加而單調(diào)遞增。虛部的變化則較為復雜。當v-1時,左移動模式頻率ωL的虛部和右移動模式頻率ωR的虛部都隨η的增加而增加；當v遠大于1時,左右移動模式頻率的虛部都隨η的增加而減小。此外,似正規(guī)模頻率ωR和ωL的虛部分別在d2δ2(l2+ηv2)-3l2(v2-1)[l2+η(2v2+3)]0, l2+η(3-2v2)0時都大于零。這意味著耦合標量場此時會隨時間呈指數(shù)增長,從而會導致黑洞的不穩(wěn)定。我們還研究了耦合標量場左右移動模式的似正規(guī)模頻率與其共形權(quán)重,并進一步驗證卷曲的AdS/CFT對應猜想。 在第三章中,我們研究了加速旋轉(zhuǎn)黑洞時空中的高能粒子的碰撞,發(fā)現(xiàn)黑洞的加速度對在事件視界附近和加速視界附近兩粒子碰撞的質(zhì)心能有不同的影響。在赤道面上,碰撞發(fā)生在加速視界附近的兩粒子的質(zhì)心能依賴于黑洞的加速度,而在事件視界附近碰撞的粒子質(zhì)心能則與黑洞加速度無關(guān)。此外,在加速視界附近碰撞的粒子質(zhì)心能只能為一有限值,任意高的粒子質(zhì)心能只能在事件視界附近的碰撞中獲得。并且,黑洞加速度的存在使得高能碰撞帶的形狀和位置發(fā)生了改變。我們的研究結(jié)果表明黑洞的加速度給粒子碰撞帶來更加豐富的物理。 最后,我們對本文的工作進行了總結(jié)并對其進行了一些展望。
[Abstract]:The quasi-positive scale and particle collision in black hole spacetime have always been a hot topic in black hole physics and astrophysics. As the "characteristic sound" of black hole spacetime, the pseudo positive scale is considered to be a powerful evidence to detect black hole directly. It may be detected in the near future gravitational wave experiment. The study also shows that the size of the black hole is closely related to the AdS/CFT correspondence and Loop's quantum gravitational theory. The study of particle collisions in black hole space-time shows that the theoretical values of the centroid energy of two colliding particles near the event horizon can tend to infinity. This means that black hole can become a Planck energy scale high energy particle accelerator. Further study of particle collision in black hole spacetime is helpful for insight into some properties of super high energy physics. It is of great theoretical and practical significance to study the quasi-positive size and particle collision in black hole space-time. We mainly study the quasi-positive scale spectrum of scalar field coupled with Einstein Zhang Liang in the space-time background of the curled AdS3 Island black hole and the particle collisions in the space-time background of the accelerating rotating black hole. In the first chapter, we briefly introduce the basic concepts of the quasi-positive scale of perturbation field and particle collision in black hole space-time, the significance of the research and the present research situation. In chapter 2, we study the quasi-positive scale of the scalar field coupled with Einstein Zhang Liang in the curled AdS3 Kun black hole spacetime. It is found that the frequency of the scalar field is not only related to the curling parameter v of the spacetime. It is also related to the coupling parameter 畏 between scalar field and Einstein Zhang Liang. For fixed v, the real part of 蠅 R increases monotonously with the increase of 畏. The change of imaginary part is more complicated. The imaginary part of the left moving-mode frequency 蠅 L and the right moving-mode frequency 蠅 R increase with the increase of 畏, and the imaginary part of the left and right moving-mode frequency decreases with the increase of 畏 when v is far greater than 1. The imaginary parts of the quasi-positive frequency 蠅 R and 蠅 L are larger than zero at d 2 未 2(l2 畏 v 2n -3l 2n v 2-1) [l 2 畏 n 2 v 23)] 0 and l 2 畏 n 3 2 v 2) 0, respectively. This means that the coupled scalar field will increase exponentially with time. This will lead to the instability of the black hole. We also study the quasi-positive scale frequency and its conformal weight of the left and right moving modes of coupled scalar fields, and further verify the conjecture of the AdS/CFT correspondence of the curls. In the third chapter, we study the collision of high energy particles in the spacetime of accelerating rotating black hole. It is found that the acceleration of black hole has different effects on the energy of the center of mass of the collision between the two particles near the event horizon and the acceleration horizon. The centroid energy of two particles near the accelerating event horizon depends on the acceleration of the black hole, while the centroid energy of the particle near the event horizon is independent of the acceleration of the black hole. The center of mass energy of a collision near the accelerating event horizon can only be a limited value, and any high particle centroid energy can only be obtained in a collision near the event horizon. The shape and position of the high-energy collision zone are changed by the existence of the acceleration of the black hole. Our results show that the acceleration of the black hole brings more abundant physics to the particle collision. Finally, we summarize the work of this paper and make some prospects for it.
【學位授予單位】：湖南師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：P145.8

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本文編號：1653229