[논문 리뷰] Hawking radiation of black p-branes via gauge and gravitational anomalies

Zheng Ze|arXiv (Cornell University)|2007. 09. 24.

Black Holes and Theoretical Physics인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 초현실 이론에서 블랙 p-브레인의 호킹 복사를 비특이성 보정 방법을 사용하여 조사한다. 비-슈바르츠실드 구형 대칭 계량을 슈바르츠실드 유사 형태로 변환하여 계산을 단순화한다. 결과적으로 에너지-모멘텀 스트림은 호킹 온도와 동일한 온도를 가진 흑체 복사와 일치하며, 이는 두 계량 유형 간의 일관성을 확인한다.

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.

연구 동기 및 목표

• 초현실 이론의 블랙 p-브레인에 대해 호킹 복사를 유도하는 이상성 보정 방법을 확장한다.
• p-브레인 시공간에서 비-슈바르츠실드 구형 대칭 계량의 과제를 다룬다.
• 계량이 슈바르츠실드 유사 형태로 변환될 경우, 호킹 복사 스펙트럼이 여전히 일관되는지 확인한다.
• 이 프레임워크에서 복사의 열역학적 온도가 호킹 온도와 동일한지 검증한다.

제안 방법

• 이소, 우메츠, 윌츠크가 개발한 이상성 보정 방법을 p-브레인 배경의 전자기 및 중력 이상성에 적용한다.
• 원래의 구형 대칭이지만 비-슈바르츠실드 계량을 분석적 단순화를 위해 슈바르츠실드 유형으로 변환하기 위해 좌표 변환을 수행한다.
• 변환된 시공간에서 이상성 보정 조건으로부터 에너지-모멘텀 스트림을 계산한다.
• 유도된 스트림이 호킹 온도와 동일한 온도를 가진 열적 스펙트럼과 일치하는지 확인한다.
• 결과가 계량 변환에 대해 불변임을 확인하여 물리적 일관성을 유지함을 입증한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 비-슈바르츠실드 계량을 가진 블랙 p-브레인에 대해 이상성 보정 방법이 호킹 복사를 신뢰성 있게 유도할 수 있는가?
• RQ2 구형 대칭이지만 비-슈바르츠실드 형태의 p-브레인 계량을 슈바르츠실드 형태로 변환하면 결과 에너지-모멘텀 스트림이 변하는가?
• RQ3 이 맥락에서 복사의 열역학적 온도가 호킹 온도와 동일한가?
• RQ4 유도된 프레임워크에서 복사 스펙트럼이 흑체 스펙트럼과 일치하는가?
• RQ5 물리적 결과는 계량의 좌표 표현 방식의 선택에 독립적인가?

주요 결과

• 이상성 보정을 통해 유도된 에너지-모멘텀 스트림은 흑체 복사 스펙트럼과 정확히 일치한다.
• 복사의 열역학적 온도는 블랙 p-브레인의 호킹 온도와 정확히 동일하다.
• 계량이 원래의 구형 대칭 형태에서 슈바르츠실드 유사 형태로 변환되더라도 복사 스펙트럼은 변화하지 않는다.
• 다른 계량 표현 간의 결과 일관성은 이상성 보정 접근의 강건성을 확인한다.
• 비-슈바르츠실드 기하학에도 불구하고 이 방법은 p-브레인에 대해 표준 호킹 복사 특성을 성공적으로 재현한다.