[논문 리뷰] Renormalized Thermodynamic Entropy of Black Holes

Sang Pyo Kim, Sung Ku Kim외 2명|arXiv (Cornell University)|1996. 08. 06.

Cosmology and Gravitation Theories인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 파울리-빌라르 정규화를 사용하여 고차원 리스너-노르스트롬 블랙홀에서 물질 장 기여를 블랙홀 엔트로피에 분석한다. 결과적으로 기껏해야 홀수 차원에서는 베킨슈타인-호킹 엔트로피에 기대되는 면적 법칙 항이 생성되지 않으며, 이는 이러한 시공간 차원에서 물질 장만으로는 중력 커플링 상수를 적절히 재정규화하지 못함을 시사한다.

ABSTRACT

We study the ultraviolet divergent structures of the matter (scalar) field in a higher D-dimensional Reissner-Nordstrom black hole and compute the matter field contribution to the Bekenstein-Hawking entropy by using the Pauli-Villars regularization method. We find that the matter field contribution to the black hole entropy does not, in general, yield the correct renormalization of the gravitational coupling constants. In particular we show that the matter field contribution in odd dimensions does not give the term proportional to the area of the black hole event horizon.

연구 동기 및 목표

• 고차원 리스너-노르스트롬 블랙홀 내 스칼라 장에서의 극한 우수 수렴 문제를 분석하기 위해.
• 파울리-빌라르 정규화를 사용하여 베키투슈타인-호킹 엔트로피에 대한 물질 장 기여를 계산하기 위해.
• 물질 장의 양자 보정이 고차원에서 중력 커플링 상수를 베키투슈타인-호킹 공식과 일관되게 재정규화하는지 평가하기 위해.
• 홀수 차원에서의 엔트로피 기여가 블랙홀 사건의 지평선 면적에 비례하는 항을 생성하는지 확인하기 위해.

제안 방법

• 스칼라 장 작용에서 극한 우수 수렴을 다루기 위해 파울리-빌라르 정규화 방법을 적용하기 위해.
• D차원 리스너-노르스트롬 블랙홀 배경에서 스칼라 장의 효과적 작용 분석하기 위해.
• 스칼라 장에서의 1-루프 양자 보정을 블랙홀 엔트로피에 대해 계산하기 위해.
• 짝수 및 홀수 차원에서 엔트로피 기여의 발산 구조와 재정규화 행동 평가하기 위해.
• 결과로 도출된 엔트로피를 베키투슈타인-호킹 면적 법칙과 비교하여 일관성 평가하기 위해.
• 물질 장 기여가 홀수 차원에서 사건의 지평선 면적에 비례하는 항을 생성하는지 식별하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 고차원 리스너-노르스트롬 시공간에서 블랙홀 엔트로피에 대한 물질 장 기여가 홀수 차원에서 지평선 면적에 비례하는 항을 생성하는가?
• RQ2 파울리-빌라르 정규화 방법은 양자 스칼라 장에서 기여하는 유한한 기여를 성공적으로 분리할 수 있는가?
• RQ3 물질 장의 양자 보정이 베키투슈타인-호킹 공식과 일관되게 중력 커플링 상수를 재정규화하는가?
• RQ4 이 맥락에서 짝수와 홀수 시공간 차원 간의 극한 우수 수렴의 구조는 어떻게 다를까?

주요 결과

• 홀수 차원에서는 물질 장 기여가 블랙홀 엔트로피에 사건의 지평선 면적에 비례하는 항을 생성하지 않는다.
• 파울리-빌라르 정규화 방법은 고차원 블랙홀 배경에서 스칼라 장의 유한한 기여를 성공적으로 분리한다.
• 물질 장 기여는 베키투슈타인-호킹 엔트로피 공식과 일관되게 중력 커플링 상수를 재정규화하지 못한다.
• 홀수 차원에서 면적 법칙 항이 없는 것은 이러한 경우에 양자장 기여와 고전적 블랙홀 엔트로피 사이에 근본적인 불일치가 있음을 시사한다.