本文關(guān)鍵詞：黑洞蒸發(fā)的一種幺正模型　出處：《浙江大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：1975年,Hawking發(fā)現(xiàn)黑洞可以通過某種量子過程向外輻射它的能量(或質(zhì)量),此即所謂的Hawking輻射或黑洞蒸發(fā)。不過,他又發(fā)現(xiàn)Hawking輻射的譜完全是熱的,這違背了量子力學(xué)的幺正演化條件,進(jìn)而與黑洞的形成和蒸發(fā)可以用一個(gè)量子引力理論來描述這一假定不符。這就是著名的黑洞信息丟失悖論。實(shí)際上,如果廣義相對(duì)論成立,那么黑洞視界附近的時(shí)空幾何,在一個(gè)自由下落觀測(cè)者看來總是光滑的。這意味著,自由下落觀測(cè)者觀測(cè)到的真空(簡(jiǎn)稱自由下落真空)必須是由兩部分模(mode)糾纏所得,它們?cè)陟o止觀測(cè)者眼中分別位于視界外部和內(nèi)部。因?yàn)镠awking輻射是從黑洞視界外部觀測(cè)到的,因此它僅僅涉及到了外部模,這意味著自由下落真空中蘊(yùn)含的糾纏在輻射過程中被破壞了,從而導(dǎo)致熱譜或信息丟失。要想解決信息丟失悖論,熱的Hawking輻射必須被純化為一個(gè)純態(tài),這可以通過與某些其它模糾纏完成。但是,Ahmed Almheiri等人發(fā)現(xiàn),與其它模糾纏來純化Hawking輻射這種方式會(huì)破壞(量子)糾纏的單配性(monogamy),而后者是量子力學(xué)的特征之一。為了保證糾纏的單配性,他們認(rèn)為黑洞視界附近的幾何最終會(huì)演化成一個(gè)高能火墻(firewall),這就是所謂的火墻悖論。在這篇學(xué)位論文中,我們將介紹一種新的黑洞蒸發(fā)模型,在這個(gè)模型中,上述兩個(gè)悖論將得到有效地解決。實(shí)際上,我們的模型是基于量子隱形傳態(tài)過程(quantum teleportation)的一種變型,其中將自由下落真空中內(nèi)部模和外部模之間的糾纏作為某種媒介。首先,我們介紹一個(gè)量子比特(qubit)模型,它可以看作是我們黑洞蒸發(fā)模型的簡(jiǎn)易版。然后,我們?cè)谟行?chǎng)論的框架下逐步構(gòu)造起我們的模型。構(gòu)造完后,我們又將其與Hawking的理論做了下比較,并分析上述兩個(gè)悖論是如何得到有效解決的。最后,基于我們的模型,我們嘗試重新構(gòu)建黑洞熱力學(xué),特別地,我們指出Bekenstein-Hawking熵可能不是Boltzmann或熱力學(xué)熵。此外,在附錄1里,我們對(duì)hκ/C給出了一種全新的解釋,這種解釋有可能給出量子引力的一些線索。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：P145.8

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8 劉t，

本文編號(hào)：1314372