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schwarzschild黑洞背景下的量子关联与多体量子纠缠研究

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Schwarzschild黑洞背景下的量子关联与多体量子纠缠研究

作者：徐帅安徽大学

学位级别：硕士

本文主要研究了schwarzschild黑洞背景下狄拉克场系统的量子关联与多体量子纠缠随霍金辐射的变化特征。此外,还提出了一种在非马尔科夫环境下,基于量子弱测量的量子关联保护方案。本论文首先总结了前人对于量子纠缠及量子关联的度量方法... 详细信息

本文主要研究了schwarzschild黑洞背景下狄拉克场系统的量子关联与多体量子纠缠随霍金辐射的变化特征。此外,还提出了一种在非马尔科夫环境下,基于量子弱测量的量子关联保护方案。本论文首先总结了前人对于量子纠缠及量子关联的度量方法,包括共生纠缠(Concurrence)、生成纠缠(Entanglement of formation) 、π-tangle、量子失谐(Quantum discord, QD)等等。在此基础之上,主要做了以下研究成果：1、在schwarzschild黑洞背景下,本文研究了霍金效应如何影响Dirac粒子系统的量子关联和Bell非定域性。由于霍金效应产生的热场,物理上可获取系统的量子关联随着霍金温度的升高而单调减少,又因为泡利不相容原理导致Dirac系统不能够完全被激发,所以量子关联在霍金温度趋于无穷大的时候并不能减少为零。接着,本文分析了量子关联的再分配,发现在黑洞趋于完全蒸发的时候,物理上可获取和不可获取的量子关联趋于相等。对于Bell非定域性,我们发现,物理上不可获取的量子态始终不存在非定域性,而可获取的量子态的非定域性也有一个临界的条件。2、在schwarzschild时空中,本文利用π-tangle研究了霍金辐射如何影响Dirac粒子系统的多体量子纠缠行为。结果显示所有的1-tangle都是随着霍金温度的提高而增加,并且Coffman-Kundu-Wootters(CKW)单婚性不等式是始终成立的。同时,还发现霍金辐射并不能破坏量子态的纠缠结构。此外,我们分析了可获取的量子纠缠与互信息减少的原因是由于它们被分配到了物理上不可获取的区域。最后,我们还得到具有相同量子状态的子系统所处的纠缠地位,与其观测者所处的位置密切相关。在此之上,证明了一个有趣的猜想：对于一个N粒子系统,如果其中一个子系统处在黑洞背景下且其余的子系统在渐进平直区域,那么在黑洞近似完全蒸发的时候,物理上可获取的互信息将减至初始状态的(N-1)/N.3、本文研究了独立非马尔科夫环境下,Werner态的量子纠缠和量子关联的动力学行为,发现与concurrence相比,QD揭示了更多的量子关联特性。此外,我们利用量子弱测量可以概率性翻转的特性,提出了一个抑制此非马尔科夫环境消相干的方案。值得注意的是,对于此优化的方案,弱测量的强度越大,消相干抑制的效果则越好,但是相应地会引起成功概率的减弱。

关键词： schwarzschild黑洞量子关联量子纠缠量子弱测量

schwarzschild黑洞的广义Stefan-Boltzmann定律

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贵州大学学报（自然科学版） 2010年第4期27卷 22-24,38页

作者：邓德力菏泽学院物理系山东菏泽274015

利用黑洞视界面附近的熵密度,得到了黑洞的辐射能通量总是正比于黑洞视界温度四次方的结论,即黑洞的热辐射总是满足广义Stefan-Boltzmann定律。导出的广义Stefan-Boltzmann系数不再是一个恒量,当截断距离以及薄膜厚度选定后,它是一个与... 详细信息

利用黑洞视界面附近的熵密度,得到了黑洞的辐射能通量总是正比于黑洞视界温度四次方的结论,即黑洞的热辐射总是满足广义Stefan-Boltzmann定律。导出的广义Stefan-Boltzmann系数不再是一个恒量,当截断距离以及薄膜厚度选定后,它是一个与黑洞的质量、黑洞视界面附近的时空度规以及辐射粒子的种类有关的比例系数。得到了当截断距离和薄膜厚度取定后,距schwarzschild黑洞遥远的观测者所接收到的辐射能通量与薄层膜内辐射粒子沿径向的平均泻流速率成正比,与观测者到黑洞之间的距离的平方成反比。

关键词： schwarzschild黑洞薄膜模型广义Stefan-Boltzmann定律辐射能通量

schwarzschild黑洞的Hawking效应

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庆阳师专学报（自然科学版） 1994年第1期 17-19页

作者：孙鸣超

本文从数学角度出发，使用明确直观的广义坐标变换来代替乌电坐标变换，化Klein-Gordon方程为标准形式，自然得出视界位置，从而可求出辐射温度，所得结与已知结果相同。

关键词： schwarzschild黑洞 Hawking效应辐射温度

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schwarzschild黑洞的统计熵

张家口师专学报 2003年第6期19卷 8-11页

作者：牛振凤河北北方学院物理系张家口075000

避开求解各种粒子波动方程的困难,直接利用量子统计的方法,计算schwarzschild黑洞背景下Bose场和Fermi场的配分函数,进而采用brick-wall薄膜模型,得到黑洞熵与其视界面积成正比的结论。

关键词： schwarzschild黑洞统计熵量子统计 brick-wall薄膜模型 Bose场 Fermi场

schwarzschild黑洞的辐射谱及辐射定律

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聊城大学学报（自然科学版） 2004年第3期17卷 29-30,38页

作者：孟庆苗菏泽师范专科学校物理系山东菏泽274015

利用schwarzschild黑洞的辐出度,导出黑洞的辐射谱及Wien位移定律,因辐射粒子的种类不同,导出费米子场及玻色子场的辐射谱及Wien位移定律略有不同.

关键词：辐射谱 schwarzschild黑洞粒子定律费米子场玻色子场位移

schwarzschild黑洞周围时空中两类粒子的热辐射定律

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贵州师范大学学报（自然科学版） 2005年第2期23卷 48-50页

作者：张朝俊孟庆苗菏泽学院物理系山东菏泽274015

利用schwarzschild黑洞的瞬时辐出度,导出黑洞Fermi子场和Bose子场的辐射谱及Wien位移定律。因辐射粒子的种类不同,导出的两类粒子的辐射谱及Wien位移定律略有不同。

关键词： schwarzschild黑洞辐射定律粒子时空位移定律 Bose 辐射谱辐出度子场

探讨Quintessence包围的schwarzschild黑洞时空

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探讨Quintessence包围的Schwarzschild黑洞时空

作者：马春蕊大连理工大学

学位级别：硕士

本文所探讨的是Quintessence对schwarzschild黑洞时空的影响。近年来,Quintessence作为暗能量模型中的一种已经成为物理学界所关注的一个热点问题。另一方面黑洞一直以来是现代物理理论中一个具有吸引力的研究对象。探讨Quintessence对S... 详细信息

本文所探讨的是Quintessence对schwarzschild黑洞时空的影响。近年来,Quintessence作为暗能量模型中的一种已经成为物理学界所关注的一个热点问题。另一方面黑洞一直以来是现代物理理论中一个具有吸引力的研究对象。探讨Quintessence对schwarzschild黑洞时空的影响,将有助于我们进一步深入地理解暗能量和黑洞的一些特性。本文首先考虑了Quintessence和标量场的质量对schwarzschild黑洞的似正规模的影响。我们用三阶WKB方法计算了Quintessence包围的schwarzschild黑洞时空的有质量标量场的似正规模。我们发现Quintessence和标量场的质量对似正规模的影响很大,因为Quintessence和标量场质量的引入使得似正规模频谱衰减变慢。除此之外,似正规频谱的实部随着标量场质量的增加而线性地增加,虚部的绝对值随着标量场的质量增加而减少。并且似正规频谱有一个极限值,这些都将有助于我们获得似正规频谱的数据。这样我们就有可能通过观测数据来研究Quintessence和黑洞的性质,从而来推测出暗能量的一些性质。本文其次考虑了Quintessence对schwarzschild黑洞熵的影响。我们用薄层brick-wall方法计算了Quintessence包围的schwarzschild黑洞时空的熵。我们发现由于Quintessence的存在,黑洞的熵变成了两个视界面积的和的四分之一。也就是说对于黑洞的熵的贡献不仅来自于黑洞视界还来自于宇宙视界。并且这个体系的熵是和宇宙中Quintessence的含量有关。这主要是因为Quintessence产生了宇宙视界并改变了原来schwarzschild黑洞的黑洞视界的大小,这就导致了体系的熵变成了两个视界面积的和的四分之一,这也就再一次揭示了黑洞的熵与视界面积之间的内在联系,也更进一步揭示了brick-wall模型的本质。

关键词： Quintessence schwarzschild黑洞似正规模黑洞熵

Kerr黑洞的量子面积谱及微黑洞的最小质量

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物理学报 2005年第8期54卷 3958-3961页

作者：蒋继建李传安菏泽学院物理系菏泽274015

Kerr黑洞仅含有两个参量M和J.把M和J视为广义坐标,并将M,J和它们的共轭量构成四维相空间,通过规范变换得到了Kerr黑洞的量子面积谱.由此给出了schwarzschild黑洞的最小质量.

关键词： Kerr黑洞最小质量 schwarzschild黑洞面积量子广义坐标规范变换相空间四维共轭

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Hawking辐射真是热谱吗?

北京师范大学学报（自然科学版） 2007年第2期43卷 144-147页

作者：刘文彪北京师范大学物理学系北京师范大学理论物理研究所北京100875

利用Damour-Ruffini方法研究了schwarzschild黑洞的Hawking辐射,在考虑辐射能量对背景时空反作用的情况下,发现辐射谱不再是理想的热谱.得到的修正后的Hawking辐射谱,有可能从黑洞中带出信息,进而用来解释黑洞信息丢失佯缪问题,同时满... 详细信息

利用Damour-Ruffini方法研究了schwarzschild黑洞的Hawking辐射,在考虑辐射能量对背景时空反作用的情况下,发现辐射谱不再是理想的热谱.得到的修正后的Hawking辐射谱,有可能从黑洞中带出信息,进而用来解释黑洞信息丢失佯缪问题,同时满足量子理论的幺正性.这里的讨论不仅适合于无静止质量的粒子,而且适合于有静止质量的粒子;不仅适合于标量粒子,而且适合于Dirac粒子;具有广泛的适用性.

关键词： Hawking辐射幺正性引力反作用 schwarzschild黑洞信息疑难