[论文解读] 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 4

一句话总结

本文利用反常抵消法研究了超弦理论中黑p膜的霍金辐射，将非史瓦西型球对称度规转化为类史瓦西形式以简化计算。所得能量-动量通量与温度等于霍金温度的黑体辐射一致，证实了两种度规形式下的一致性。

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.

研究动机与目标

• 将用于推导霍金辐射的反常抵消法扩展至超弦理论中的黑p膜。
• 解决p膜时空中非史瓦西型球对称度规带来的挑战。
• 确定当度规被转化为类史瓦西形式时，霍金辐射谱是否保持一致。
• 验证在此框架下辐射的热力学温度是否等于霍金温度。

提出的方法

• 将Iso、Umetsu和Wilczek开发的反常抵消法应用于p膜背景中的规范与引力反常。
• 执行坐标变换，将原始球对称但非史瓦西型的度规转换为类史瓦西形式，以实现分析简化。
• 在变换后的时空中，根据反常抵消条件计算能量-动量通量。
• 验证所推导的通量对应于温度等于霍金温度的热谱。
• 确认结果在度规变换下保持不变，从而保持物理一致性。

实验结果

研究问题

• RQ1 反常抵消法能否可靠地推导出具有非史瓦西型度规的黑p膜的霍金辐射？
• RQ2 将球对称p膜度规变换为类史瓦西形式是否会改变所得的能量-动量通量？
• RQ3 在此背景下，辐射的热力学温度是否等于霍金温度？
• RQ4 所推导框架下的辐射谱是否与黑体谱一致？
• RQ5 物理结果是否独立于度规的坐标表示选择？

主要发现

• 通过反常抵消法推导出的能量-动量通量与黑体辐射谱一致。
• 辐射的热力学温度恰好等于黑p膜的霍金温度。
• 当度规从原始球对称形式变换为类史瓦西形式时，辐射谱保持不变。
• 不同度规表示下结果的一致性证实了反常抵消方法的稳健性。
• 尽管几何结构非史瓦西型，该方法仍成功重现了p膜的标准霍金辐射特征。