動態(tài)黑洞的霍金輻射與標量場方程的精確解.pdf

1、華中師范大學(xué)博士學(xué)位論文動態(tài)黑洞的霍金輻射與標量場方程的精確解姓名：吳雙清申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：理論物理指導(dǎo)教師：蔡勖2002.5.1博L7’“if：j11)(I【)jt^j川V、j1|J_Ⅵ、第三章首先回顧了Hawking效應(yīng)發(fā)現(xiàn)的歷史背景，解釋了黑洞輻射發(fā)生的物理機制，然后介紹推導(dǎo)Hawking輻射的各種方法，以及與這個理論有關(guān)的最新研究和可能的實驗檢驗方案在這四章中，重點介紹了DamourRufliniSannan(DRS)方案

2、，用這個方法研究了Schwarzschild靜態(tài)黑洞中標量粒子和旋量粒子的Hawking蒸發(fā)接著用它考察了KerrNewman黑洞外(內(nèi)】視界_／Klein—Gordon標量場和Dirac旋量場的Hawking輻射(“吸收，’)，并指出內(nèi)視界可以看成一個反常的負溫系統(tǒng)利用第二章中導(dǎo)出的精確解，我們用指標法對標量場的Hawking蒸發(fā)重新作了研究，將Bardeen—CarterHawking建立的KerrNewman黑洞外視界上的熱力學(xué)四

3、定律推廣至1]Canehy內(nèi)視界上，并且討論了轉(zhuǎn)動帶電的黑洞平衡輻射過程的四個量子守恒定律，引入了標量粒子的量子熵和約化視界面積的這兩個新概念最后用、指標法研究了KerrSen黑洞背景上標量粒子的Hawking效應(yīng)，指出KerrSen黑洞與KerrNewman黑洞雖然幾何性質(zhì)不同，但它們的熱力學(xué)性質(zhì)和量子熱效應(yīng)卻極其相似余下的幾章是這本論文的核心主體部分，用廣義烏龜坐標變換法研究了動態(tài)黑洞中高自旋粒子(Dirac粒子和光子)／g／Haw

4、king輻射，發(fā)現(xiàn)動態(tài)Kerr(一Newman)黑洞存在自旋一轉(zhuǎn)動耦合效應(yīng)，作任意加速運動的Kinnersley黑洞有自旋一加速耦合效應(yīng)出現(xiàn)對于Vaidya一型球?qū)ΨQ時空，我們發(fā)現(xiàn)在EddingtonFinkelstein(EF)坐標系中Dirac粒子和光子Hawking輻射是不對稱的對于這類非靜態(tài)的球?qū)ΨQ黑洞，沒有看到與自旋相關(guān)的量子熱效應(yīng)出現(xiàn)與穩(wěn)態(tài)黑洞情形相比，考察動態(tài)黑洞的Hawking蒸發(fā)更加困難在利用GTCT法研究一般黑洞時空

5、的量子熱效應(yīng)時，需要同時考慮對一階方程和二階方程作廣義烏龜坐標變換處理，然后利用一階方程提供的一階導(dǎo)數(shù)之間的關(guān)系式去換掉二階方程中的一階導(dǎo)數(shù)交叉項，這樣才能將每個分量滿足的二階方程在視界附近化為單一分量的標準波方程這個步驟是討論高自旋粒子的Hawking蒸發(fā)問題能夠成功的關(guān)鍵之處，因為余下的工作完全1以按照DRS建議的方案去進行處理第五章首先介紹趙崢等人在研究動態(tài)黑洞的Hawking輻射中對DRs方法的推廣，然后闡明我們對這個方法繼續(xù)發(fā)