[论文解读] The vacuum bubble and black hole pair creation

Bum-Hoon Lee, Wonwoo Lee|arXiv (Cornell University)|Sep 29, 2008

Black Holes and Theoretical Physics被引用 1

一句话总结

本文利用薄膜近似研究了德西特空间中的真空泡核化与黑洞对的产生。验证了帕克公式适用于大真真空泡，推导出核化率，并确立了黑洞对的质量由宇宙学常数与壁面张力唯一确定，且其产生率可计算。

ABSTRACT

We study the possible types of the nucleation of vacuum bubbles. We classify vacuum bubbles in de Sitter background and present some numerical solutions. The thin-wall approximation is employed to obtain the nucleation rate and the radius of vacuum bubbles. With careful analysis we confirm that Parke's formula is also applicable to the large true vacuum bubbles. The nucleation of the false vacuum bubble in de Sitter background is also evaluated. The tunneling process in the potential with degenerate vacua is analyzed as the limiting cases of the large true vacuum bubble and false vacuum bubble. Next, we consider the pair creation of black holes in the background of bubble solutions. We obtain static bubble wall solutions of junction equation with black hole pair. The masses of created black holes are uniquely determined by the cosmological constant and surface tension on the wall. Finally, we obtain the rate of pair creation of black holes.

研究动机与目标

• 对德西特时空中的真空泡进行分类，并分析其核化动力学。
• 利用薄膜近似评估假真空泡与大真真空泡的核化率。
• 研究简并真空势能中的隧穿过程作为大真真空泡与假真空泡核化极限情形。
• 建立包含黑洞对产生的静态泡壁解的模型。
• 在泡壁连接点的背景下，推导黑洞对的质量与产生率。

提出的方法

• 采用薄膜近似计算德西特空间中核化率与泡半径。
• 在通过数值解验证其有效性后，将帕克公式应用于大真真空泡。
• 求解静态泡壁构型中包含黑洞对的连接方程。
• 以宇宙学常数与表面张力为关键参数，确定黑洞质量。
• 通过分析瞬子解的欧氏作用量，推导出对产生率。

实验结果

研究问题

• RQ1 帕克公式在德西特空间中大真真空泡的适用性如何？
• RQ2 在薄膜近似下，假真空泡与真真空泡的核化率与半径为何？
• RQ3 简并真空势能如何与真真空泡与假真空泡核化的极限情形相关？
• RQ4 包含黑洞对产生的静态泡壁解需满足什么条件？
• RQ5 黑洞对的质量与产生率如何由宇宙学常数与表面张力决定？

主要发现

• 帕克公式被证实适用于德西特空间中的大真真空泡。
• 利用薄膜近似计算了真空泡的核化率，其显式依赖于势垒高度与壁面张力。
• 黑洞对的质量由宇宙学常数与泡壁表面张力唯一确定。
• 通过连接方程推导出包含黑洞对的静态泡壁解，确保与背景几何的一致性。
• 黑洞对的产生率通过欧氏作用量分析得出，为该过程提供了定量度量。
• 在简并真空势能中的隧穿过程被证明是大真真空泡与假真空泡解的极限情形。