[論文レビュー] Escaping the Interiors of Pure Boundary-State Black Holes

Ahmed Almheiri, Alexandros Mousatov+1 more|arXiv (Cornell University)|Mar 12, 2018

Black Holes and Theoretical Physics被引用数 4

ひとこと要約

この論文は、境界CFTにおける二重トレース変形を通じて、AdS/CFTにおける純粋な境界状態ブラックホールを脱出可能にすることができることを示している。この変形は、断熱的エネルギーを注入し、平均光線エネルギー条件（ANEC）を破る。境界条件に合わせて変形結合子の符号を調整することで、信号がブラックホール内部から脱出可能となり、熱場二重状態における通過可能なウォームホールと類似した通過可能性が確立される。

ABSTRACT

We consider a class of pure black hole microstates and demonstrate that they can be made escapable by turning on certain double trace deformations in the CFT. These microstates are dual to BCFT states prepared via a Euclidean path integral starting from a boundary in Euclidean time. These states are dual to black holes in the bulk with an End-of-the-World brane; a codimension one timelike boundary of the spacetime behind the horizon. We show that by tuning the sign of the coupling of the double trace operator to the boundary conditions on the brane the deformation injects negative energy into the black hole causing a time advance for signals behind the horizon. We demonstrate how the property of escapability in the considered microstates follows immediately from the traversability of deformed wormholes. We briefly comment on reconstruction of the black hole interior and state dependence.

研究の動機と目的

• 境界に存在する終わりのない世界のブレーンを伴う純粋なブラックホール量子状態が、境界CFTの変形によって脱出可能になるかどうかを調査すること。
• 状態依存的な二重トレース変形がブラックホール内部の通過可能性を可能にする役割を調査すること。
• CFTの構成を通じて、単一側ブラックホールへの通過可能なウォームホールの概念を拡張すること。
• 負のエネルギーの注入がホライズン内部の因果的構造に与える影響を分析すること。
• 境界CFTの変形とブラックホール内部におけるバッキング演算子の再構成との間の関係を確立すること。

提案手法

• ユークリッド時間における境界を持つCFTにおけるカーディ境界状態としてブラックホール微状態を構築する。
• これらの状態をホライズンの背後に終わりのない世界のブレーンを伴うバッキング時空にマッピングする。
• 境界上の局所的演算子を結合するハミルトニアンの二重トレース変形を導入し、負のエネルギーをバッキングに注入する。
• AdS/CFT双対性を用いて、CFTの変形をバッキングにおける平均光線エネルギー条件（ANEC）の破れに関連付ける。
• 変形理論における境界演算子の可換子を計算し、内部を通る信号伝播を調べる。
• 背反効果が無視できる極限において経路積分的手法を用いて可換子を評価し、デルタ関数型および有限時間の変形について明示的な結果を得る。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 終わりのない世界のブレーンを伴う純粋なブラックホール微状態が、境界CFTの変形によって脱出可能になるか？
• RQ2 二重トレース結合子の符号がホライズン内部の因果的構造に与える影響はいかほどか？
• RQ3 変形による負のエネルギー注入が、単一側ブラックホールにおける通過可能性にどの程度寄与するか？
• RQ4 HKLL構成が、変形されたCFTデータを用いて内部のバッキング演算子を再構成するために一般化可能か？
• RQ5 変形の持続時間およびプロファイルが脱出可能領域に与える影響はいかほどか？

主な発見

• ブレーンの境界条件に合わせて符号を調整した二重トレース変形は、ブラックホールに負のエネルギーを注入し、平均光線エネルギー条件（ANEC）を破る。
• この変形により、信号がブラックホール内部から脱出可能となり、内部が境界と因果的に接続されるようになる。
• デルタ関数型変形の場合、変形の時刻が遅くなるほど脱出可能領域が縮小し、早期の情報回収がより効果的であることが示される。
• 変形が有限時間の区間でオンにされた場合、脱出可能領域が拡大し、長時間にわたって飽和するようになる。
• 負の結合子に対して、振幅の分母が負になるとき、境界演算子間の可換子が虚数となり、内部を通る非ゼロの信号伝播が示唆される。
• 情報が再出現するまでの時間には下限があり、その下限は変形プロファイルと演算子の次元によって決定される。