[論文レビュー] Anomaly and Hawking radiation from Unruh's and Canonical acoustic black hole

Ramón Bécar, P. A. González+2 more|arXiv (Cornell University)|Aug 12, 2008

Quantum Electrodynamics and Casimir Effect参考文献 24被引用数 1

ひとこと要約

本稿では、ロビンソンとウィルツェクの異常キャンセレーション法を用いて、アンルーの音響ブラックホールおよびキャンディカル音響ブラックホールからのホーキング放射を導出する。近視点領域を、ダイロン背景を伴う質量のないスカラー場の1+1次元系としてモデル化することで、重力的異常はホーキング温度における1+1次元黒体放射のフラックスによってキャンセルされ、両方の音響ブラックホールモデルに対して正しいホーキング温度が得られる。

ABSTRACT

Hawking radiation from Unruh's and Canonical acoustic black hole is considered from viewpoint of anomaly cancellation method developed by Robinson and Wilczek. Thus, the physics near the horizon can be described using an infinite collection of massless two-dimensional scalar fields in the background of a dilaton and the gravitational anomaly is canceled by the flux of a 1 + 1 dimensional blackbody at the Hawking temperature of the space-time. Consequently, by this method, we can get the Hawking's temperature for Canonical and Unruh's acoustic black hole.

研究の動機と目的

• 音響ブラックホール系への異常キャンセレーション法の拡張を目的とする。
• 音響ブラックホール時空における重力的異常キャンセレーションからホーキング温度が導かれるかどうかを特定すること。
• 音響アナログにおけるホーキング放射の整合的な量子場理論的枠組みを確立すること。

提案手法

• 音響ブラックホールの近視点領域を、質量のないスカラー場を伴う1+1次元有効場理論としてモデル化する。
• 有効時空における重力的結合を記述するためにダイロン背景を導入する。
• ロビンソンとウィルツェクの異常キャンセレーション法を適用し、ホーキング温度における1+1次元黒体放射のフラックスを導出する。
• 異常をキャンセルするために必要な1+1次元黒体放射のフラックスを同定する。
• このフラックスがホーキング温度における熱的分布に対応することを示す。
• 異常キャンセレーションに必要な黒体フラックスの温度としてホーキング温度を導出する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 アンルーのおよびキャンディカル音響ブラックホールに、異常キャンセレーション法を適用してホーキング放射を導出できるか？
• RQ2 音響ブラックホールの近視点領域における重力的異常をキャンセルするために必要なフラックスの温度は何か？
• RQ3 異常キャンセレーション機構は、これらの音響アナログに対して既知のホーキング温度を再現するか？
• RQ4 ホーキング温度における有効1+1次元黒体放射は、ホーキング放射の熱的性質と整合的か？

主な発見

• 異常キャンセレーション法は、アンルーのおよびキャンディカル音響ブラックホールの両方において、ホーキング温度を正確に再現できた。
• 重力的異常をキャンセルするために必要なフラックスは、ホーキング温度における1+1次元黒体放射に対応する。
• 音響ブラックホールの近視点物理学は、ダイロン背景に結合する質量のない2次元スカラー場によって一貫して記述できる。
• この導出は、有効1+1次元理論における異常キャンセレーションの要請から、ホーキング放射が自然に生じることを確認する。
• この方法は、従来の半古典的計算とは独立した、ホーキング放射の場理論的導出を提供する。