[论文解读] Bulk versus Brane in the Hawking Radiation of Graviton: Black Holes Radiate mainly into the Bulk when $n \geq 3$

Eylee Jung, D. K. Park|arXiv (Cornell University)|Dec 6, 2006

Black Holes and Theoretical Physics被引用 2

一句话总结

本文通过数值研究了 $(4+n)$-维史瓦西黑洞中的引力子霍金辐射，表明当 $n \geq 3$ 时，向体的辐射占主导地位，而非膜上的辐射。这一结果与艾尔帕兰-霍罗维茨-迈尔斯的猜想相矛盾，该猜想认为黑洞主要在膜上辐射，对未来的对撞机中微型黑洞的产生具有重要意义。

ABSTRACT

The Hawking radiation for graviton is numerically studied when the spacetime background is $(4+n)$-dimensional Schwarzschild black hole phase. It is shown that the emission rates into the bulk are dominant compared to the rates on the visible brane when $n \\geq 3$. Evidently, this is a counter example of Emparan-Horowitz-Myers argument, {\\it black holes radiate mainly on the brane}. This result has experimental significance in the production of mini black holes in future colliders.

研究动机与目标

• 研究 $ n \geq 3 $ 的高维黑洞中引力子霍金辐射的分布。
• 检验艾尔帕兰-霍罗维茨-迈尔斯猜想的有效性，即黑洞主要在膜上辐射。
• 确定高维时空中引力子的体辐射与膜辐射通道的相对主导性。
• 评估对未来的高能对撞机中微型黑洞产生与探测的实验影响。

提出的方法

• 对 $(4+n)$-维史瓦西黑洞时空中的引力子发射速率进行数值模拟。
• 分析体通道与膜通道中部分波对辐射谱的贡献。
• 比较向额外维度（体）与可见的3膜的发射速率。
• 采用适用于高维引力和膜世界情景的标准霍金辐射形式。
• 应用边界条件与模分解技术以计算发射概率。

实验结果

研究问题

• RQ1 当 $ n \geq 3 $ 时，高维黑洞的引力子辐射是否更倾向于体而非膜？
• RQ2 在 $(4+n)$-维时空中，向体的辐射速率与膜上的辐射速率相比如何？
• RQ3 在引力子辐射的背景下，艾尔帕兰-霍罗维茨-迈尔斯猜想（即黑洞主要在膜上辐射）是否成立？
• RQ4 体主导辐射对未来的对撞机中微型黑洞的产生与探测有何影响？

主要发现

• 当 $ n \geq 3 $ 时，引力子向体的发射速率显著高于在膜上的发射速率。
• 体辐射的主导地位与艾尔帕兰-霍罗维茨-迈尔斯关于黑洞主要在膜上辐射的论断相矛盾。
• 数值结果表明，高维黑洞倾向于将能量优先辐射到额外维度中。
• 该结果对高能对撞机实验中微型黑洞的探测具有直接意义，因为体辐射会降低可观测的膜信号。