对带有磁单极的Schwarzschild de—Sitter黑洞隧穿辐射的研究

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2020年02月05日 01:16

单极子辐射

陈帅如

摘 要:黑洞的研究在近年來已经成为理论物理研究领域的前沿热门问题,同时也引起了许多国内外学者的关注,其中对于磁单极黑洞的研究最为广泛。在带有磁单极的Schwarzschild de-Sitter黑洞中,将广义测不准关系(GUP)与标准的Hamilton-Jacobi方程结合的目的在于得到修正的Hamilton-Jacobi方程,最终可以计算得到该黑洞的修正的隧穿率以及霍金温度。

关键词:Schwarzschild de-Sitter黑洞 广义测不准关系(GUP) Hamilton-Jacobi方程 霍金温度

中图分类号:P14 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)11(b)-0219-02

1 磁单极黑洞隧穿辐射的研究

早在1994年,静态球对称磁单极黑洞系统的热力学已被研究[1]。最近,Kimet and Gordana[2]也发表了有关狄拉克磁单极黑洞的量子隧穿方面的文章。在本文中,我们将更加深入的研究磁单极黑洞,利用广义测不准关系(GUP)下的修正的Hamilton-Jacobi方程,计算带有一个磁单极的Schwarzschild de-Sitter黑洞的隧穿率及霍金温度。

磁单极Schwarzschild de-Sitter黑洞的度规形式如下[3]。

(1)

其中,M代表黑洞的质量,,当时,事件视界为。在弯曲时空下,得到修正的Hamilton-Jacobi方程为:

(2)

将方程(1)中度规带入修正的方程(2)中可以得到:

(3)

对于磁单极黑洞的变量分离如下:

(4)

其中,ω代表发射粒子的能量。将方程(4)代入方程(3)中,可以得到:

(5)

(6)

在方程(6)中,λ为常数。根据文献[4],粒子的角动量量级可以表示为:

(7)

因此,方程(6)写成:

(8)

由上述可得:

(9)

在忽略β高阶项的条件下,方程(9)将被写成:

(10)

“±”分别表示发射粒子的内外解,在事件视界处,我们得到:

(11)

根据参考文献[5-9],我们得到修正后的隧穿率为:

(12)

因此,霍金温度为:

(13)

2 结论

在本文中,利用广义测不准关系下的修正的Hamilton-Jacobi方程,对带有磁单极的Schwarzschild de-Sitter黑洞进行了深入的研究,最终得到了修正的霍金温度以及隧穿率,同时也发现了GUP修正下的热力学量与黑洞的性质、GUP参数β,以及角动量参数λ有关。

参考文献

[1] YU H W.Black hole thermodynamics and global monopoles[J].Nucl.Phys.B, 1994,430(2):427-440.

[2] JUSUFI K,APOSTOLOVSKA G.Hawking radiation of Dirac monopoles from the global monopole black hole with quantum gravity effects[J].Astrophys.Space Sci,2016,361:374.

[3] JUSUFI K.Dirac Particles Tunneling from Black Holes with Topological Defects[J].Gen. Relativ.Gravit,2016,48(8):105.

[4] MU B R,WANG P,YANG H T.Minimal Length Effects on Tunnelling from Spherically Symmetric Black Holes[J].Adv.High Energy Phys, 2015,2015:898-916.

[5] AKHMEDOV E T,AKHMEDOVA V, SINGLETON D,et al.Thermal radiation of various gravitational backgrounds.Int.J.Mod. Phys.A,2017,22(08-09):1705-1715.

[6] AKHMEDOVA V,PILLING T,DE GILL A,et al. Temporal contribution to gravitational WKB-like calculations[J].Phys.Lett.B,2008,666(3): 269-271.

[7] AKHMEDOV E T,PILLING T,SINGLETON D. Subtleties in the quasi-classical calculation of Hawking radiation[J].Int.J.Mod.Phys.D, 2008,17(13-14):2453-2458.

[8] CHOWDHURY B D.Problems with tunneling of thin shells from black holes[J].Pramana, 2008,70(1):3-26.

[9] AKHMEDOVA V,PILLING T,DE GILL A, et al.Comments on anomaly versus WKB/tunneling methods for calculating Unruh radiation[j]. Phys.Lett.B,2009,673(3):227-231.endprint

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