[论文解读] 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 1

一句话总结

本文将Robinson与Wilczek的反常消除方法应用于Unruh黑洞与规范声学黑洞，推导出霍金辐射。通过将近视界区域建模为具有标度场背景的1+1维无质量标量场系统，引力反常由霍金温度下的1+1维黑体辐射通量消除，从而为两种声学黑洞模型正确导出霍金温度。

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.

研究动机与目标

• 将反常消除方法扩展至声学黑洞系统。
• 确定是否能从声学黑洞时空中的引力反常消除推导出霍金温度。
• 为声学类比中的霍金辐射建立一致的量子场论框架。

提出的方法

• 将声学黑洞的近视界区域建模为具有无质量标量场的1+1维有效场论。
• 引入标度场背景以描述有效时空中的引力类似耦合。
• 应用Robinson与Wilczek的反常消除方法，在视界处消除引力反常。
• 识别出可消除反常的1+1维黑体辐射通量。
• 证明该通量对应于霍金温度下的热分布。
• 将霍金温度推导为实现反常消除所需的黑体通量温度。

实验结果

研究问题

• RQ1 反常消除方法是否可成功应用于Unruh黑洞与规范声学黑洞，以推导霍金辐射？
• RQ2 为消除声学黑洞近视界区域的引力反常，所需通量的温度是多少？
• RQ3 反常消除机制是否能重现这些声学类比中的已知霍金温度？
• RQ4 视界处的1+1维有效黑体辐射是否与霍金辐射的热性质一致？

主要发现

• 反常消除方法成功重现了Unruh黑洞与规范声学黑洞的霍金温度。
• 为消除引力反常所需的通量对应于霍金温度下的1+1维黑体辐射。
• 声学黑洞的近视界物理可由耦合至标度场背景的无质量二维标量场一致描述。
• 该推导证实，霍金辐射自然地源于有效1+1维理论中反常消除的要求。
• 该方法提供了独立于传统半经典计算的场论推导霍金辐射。