《模擬黑洞輻射譜的性質及其么正性問題的研究》是依託中國科學院精密測量科學與技術創新研究院，由張保成擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：模擬黑洞輻射譜的性質及其么正性問題的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張保成
- 依託單位：中國科學院精密測量科學與技術創新研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
Hawking發現的黑洞熱輻射導致了與量子力學相衝突的信息丟失之謎。最近基於Parikh和Wilczek得到的黑洞輻射的非熱譜，我們已經證明了這種非熱譜中存在能夠攜帶信息的關聯並且在整個輻射過程中熵是守恆的，這與量子力學的么正性是一致的。然而實驗室中模擬的黑洞輻射卻仍然是熱的，這與用於模擬的量子系統本身的么正性不符。在本項目中，我們將使用量子隧穿的方法重新計算模擬體系的黑洞輻射幾率。獲得隧穿幾率後，我們將使用標準的統計力學方法計算模擬體系的黑洞輻射中是否存在關聯，以及這些關聯是否能夠攜帶模擬體系初始情況的信息。同時，我們也將分析模擬體系黑洞輻射過程中的熵變化情況，並證明這樣的過程仍然是么正的。最後，我們將結合現在的實驗條件，討論如何在實驗的黑洞輻射中觀測我們提出的關聯，並發展一種識別模擬體系黑洞輻射是熱輻射還是非熱輻射的方法。
結題摘要
“黑洞信息丟失之謎”是理論物理中現存的一個重大的基礎問題，一直受到極大關注。通過對Parikh和Wilczek在2000年發現的黑洞隧穿輻射的非熱譜的仔細分析，我們曾找到一條可以維持量子力學么正性從而避免信息丟失的可行的途徑。為進一步確證我們的結果，深入理解當量子和引力結合時量子力學的么正性還能否被維持的問題，本項目有針對性的研究了觀測黑洞輻射非熱譜的可能性，三維黑洞熵的統計解釋等。我們獲得的主要結果包括：（1）對黑洞輻射的譜進行了一系列的統計分析，發現能量協變方差可以作為區分熱譜和非熱譜的關鍵實驗信號，但是在類比的物理體體系產生的黑洞輻射中很難觀測到這個信號。同時我們也發現在歐洲的核子中心運行的LHC上產生的小黑洞中可以觀測到相應的信號；（2）由於三維廣義相對論可以用等效的Chern-Simons場論描述，我們為三維的不同有質量引力模型構建了類Chern-Simons的理論框架。我們也研究了三維廣義相對論的兩個等效的作用量，及其對BTZ黑洞參數的不同解釋，特別的，我們首次對奇異的BTZ黑洞熵提供了統計解釋；（3）我們研究了在不違反量子力學么正性的前提下，使用原子干涉的方法如何測量引力效應。此外，我們還對類引力的物理體系做了系統的調研，並初步研究了類黑洞的熱力學。所有這些研究成果，加深了對量子和引力結合時量子力學的么正性的理解，並對將來可能產生的量子引力理論有積極的促進意義。
