本文總結(jié)了作者在黑洞量子隧穿輻射方面的三個(gè)研究工作,共分為五章。 第一章是本文的緒論部分。第一節(jié)介紹了與本論文研究課題相關(guān)的黑洞背景知識,主要是黑洞的幾何性質(zhì)與熱力學(xué)性質(zhì)及黑洞的霍金輻射。第二節(jié)敘述1974年霍金發(fā)現(xiàn)黑洞有熱輻射之后,黑洞物理學(xué)的主要進(jìn)展,包括黑洞的溫度,Bekenstein-Hawking熵等概念。同時(shí)也引入了信息是否丟失這一疑難問題,以及目前物理學(xué)界對這一問題的各種討論。第三節(jié)介紹了Parikh和Wilczek的量子隧穿方案。這一方法從量子隧穿的角度研究黑洞輻射帶來的信息丟失問題。這一半經(jīng)典方法其主要特點(diǎn)是:把Hawking輻射視為量子隧穿過程,考慮了隧穿過程中能量守恒和出射粒子自引力作用,得到了黑洞的輻射不再是純熱譜的結(jié)論,并指出粒子出射過程滿足量子力學(xué)中的么正性原理、支持信息守恒。從而為黑洞蒸發(fā)過程中的信息丟失問題提供了一種物理解釋機(jī)制。 第二章,我們討論了在3+1維的de-Sitter時(shí)空背景下,有質(zhì)量粒子在de-Sitter視界處的量子隧穿輻射。我們將有靜止質(zhì)量的粒子看成是德布羅意波,并且依照Parikh-Wilczek的方法,得到粒子的輻射譜。其出射譜偏離純熱譜,其譜線公式與Parikh和Wilczek得到的形式一致。 第三章和第四章,我們把Parikh-Wilczek的方法推廣到了出射粒子帶有電荷和磁荷(雙荷)的情況。通過對Maxwell方程組進(jìn)行改進(jìn),我們發(fā)現(xiàn)可以將雙荷粒子當(dāng)成是一個(gè)等效電荷來處理。另處,雙荷粒子一般具有靜止質(zhì)量,可以按照有質(zhì)量的粒子的情況得出相速度。此外,我們將物質(zhì)-電磁場看作為一個(gè)系統(tǒng),寫出了物質(zhì)-電磁場系統(tǒng)的拉氏量,并修改對應(yīng)出射粒子的軌道作用量,計(jì)算出了雙荷粒子的修正譜。在第三章中,我們選取了Reissner-Nordstr(o|¨)m黑洞來研究,同時(shí)考慮了時(shí)空背景是有拓?fù)淙毕輲в姓w磁單極子的情況。第四章,討論了Reissner-Nordstr(o|¨)m-de Sitter黑洞在事件視界處和de-Sitter視界處的量子隧穿輻射。 第五章是對全文的總結(jié)和展望。我們上面對Parikh-Wilczek的方法進(jìn)行的推廣得到的結(jié)果都是與Parikh-Wilczek結(jié)論一致的,出射譜具有�！玡~(ΔS)的形式,偏離純熱譜,滿足幺正性原理,支持信息守恒。但是,Parikh-Wilczek的這種方法只是半經(jīng)典的,并沒有真正解決黑洞信息疑難這一世紀(jì)難題。
【學(xué)位單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2009
【中圖分類】：P145.8

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本文編號：2822876