[論文レビュー] Hawking radiation of black p-branes via gauge and gravitational anomalies

Zheng Ze|arXiv (Cornell University)|Sep 24, 2007

Black Holes and Theoretical Physics被引用数 4

ひとこと要約

本稿は、超弦理論におけるブラックp-braneからのホーキング放射を、異常キャンセレーション法を用いて調査している。非シュバルツシルト的球対称計量をシュバルツシルト型に変換することで計算を簡略化し、得られたエネルギー運動量フラックスはホーキング温度に等しい黒体放射と一致する。これにより、両計量タイプ間での一貫性が確認された。

ABSTRACT

We investigate the Hawking radiation of black $p$-branes of superstring theories using the method of anomaly cancelation, specially, we use the method of [S. Iso, H. Umetsu and F. Wilczek, {\sl Phys. Rev. Lett.} {\bf 96}, 151302 (2006); {\sl Phys. Rev. D} {\bf 74}, 044017 (2006)]. The metrics of black $p$-branes are spherically symmetric, but not the Schwarzschild type. In order to simplify the calculation, we first make a coordinate transformation to transform the metric to the Schwarzschild type. Then we calculate its energy-momentum flux from the method of anomaly cancelation of the above mentioned references. The obtained energy-momentum flux is equal to a black body radiation, the thermodynamic temperature of the radiation is equal to its Hawking temperature. And we find that the results are not changed for the original non-Schwarzschild type spherically symmetric metric.

研究の動機と目的

• 超弦理論におけるブラックp-braneに対して、ホーキング放射を導出するための異常キャンセレーション法を拡張すること。
• p-brane時空における非シュバルツシルト的球対称計量の課題に対処すること。
• 計量がシュバルツシルト型に変換された場合でも、ホーキング放射スペクトルが一貫しているかどうかを特定すること。
• この枠組みにおいて、放射の熱力学的温度がホーキング温度に等しいことを検証すること。

提案手法

• Iso, Umetsu, Wilczekが開発した異常キャンセレーション法を、p-brane背景におけるゲージおよび重力異常へ適用すること。
• 元の球対称的だが非シュバルツシルト的計量をシュバルツシルト型に変換する座標変換を実行し、解析的簡略化を図ること。
• 変換された時空における異常キャンセレーション条件からエネルギー運動量フラックスを計算すること。
• 導出されたフラックスがホーキング温度に等しい温度の熱的スペクトルに対応することを検証すること。
• 計量変換に対して結果が不変であることを確認し、物理的一致性を保つこと。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 非シュバルツシルト的計量を持つブラックp-braneに対して、異常キャンセレーション法が信頼性を持ってホーキング放射を導出できるか？
• RQ2 球対称p-brane計量をシュバルツシルト形式に変換すると、得られるエネルギー運動量フラックスが変化するか？
• RQ3 この文脈において、放射の熱力学的温度はホーキング温度に等しいか？
• RQ4 放射スペクトルは、導出された枠組みにおいて黒体放射と一致するか？
• RQ5 物理的結果は、計量の座標表現の選択に依存しないか？

主な発見

• 異常キャンセレーションにより導出されたエネルギー運動量フラックスは、黒体放射のスペクトルと一致する。
• 放射の熱力学的温度は、ブラックp-braneのホーキング温度に正確に等しい。
• 計量が元の球対称形式からシュバルツシルト型に変換されても、放射スペクトルは変わらない。
• 異なる計量表現間での結果の一貫性から、異常キャンセレーション法の堅牢性が確認された。
• 非シュバルツシルト幾何学であるにもかかわらず、この方法はp-braneに対して標準的なホーキング放射の特徴をうまく再現した。