旋转黑洞时空中dirac粒子的晚期拖尾

《旋转黑洞时空中dirac粒子的晚期拖尾》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、湖南师范大学硕士学位论文旋转黑洞时空中Dirac粒子的晚期拖尾姓名：贺喜申请学位级别：硕士专业：天体物理指导教师：荆继良20070301冀转黑漏时空中Dirac垃子的晚期拖尾摘要爱因斯坦的广义相对论提出了两个惊人的预言：第一，一些大质量恒星的最终归宿是坍缩成为“黑洞”；第二，时空本身存在奇点．奇点是时空结束或开始的地方，在这些地方，现有的物理定律不再生效，黑洞中就存在这样的奇点．自广义相对论提出以来，黑洞物理学一直是一个最具挑战性，也最让人激动的天文学说．然而黑洞研究的意义远在天文学之外，今天的黑洞物理学已发展成为联系广义相对论与量力力学、弦理论、粒子物

2、理、热力学和统计物理等诸多学科的交叉学科．但到目前为止，黑洞物理本身还有许多同题尚未搞清楚，比如黑洞熵的统计起源．黑洞是否稳定、黑洞信息疑难等等．黑洞微扰理论中的幂率拖尾问题涉及到黑洞“无毛”定理和质量暴涨定律及柯西视界的稳定性同题，因此对这个问题的研究具有非常重要的意义．本文采用Newman-Penmse形式将弯曲时空中的Dirsc方程进行退耦和分离变量，得到径向和角向波动方程．然后用黑洞格林函数(Green’8function)法研究在低频近似下，对处于无穷远处的观察者而言，Kerr和Kerr-Newman黑洞附近有质量的Dirac微扰场的晚期幂率拖

3、尾．我们得到如下结论t1、Kerr时空中有质量的Dirac粒子的中晚期拖尾，不仅与量子数l、m有关，与扰动粒子的质量弘和自旋s有关，而且还与背景黑洞的参量相关：(a)mA>0时，黑洞的比角动量n越大，衰减越慢，反之亦然；mA<0时，比角动量n越大，衰减越快，反之亦然．(b)A>0时，对于相同的轨道角量子数I，磁量子数m越大。衰减越慢；A<0时，m越大，衰减越快．2、对于Kerr-Newman时空中有质量的Dirac粒子的中晚期拖尾，我们发现；(a)有质量的荷电Dirac粒子的中晚期拖尾不仅与量子数￡、m有关，而且与seQ的值有关，这里8和e分别是Dira

4、c粒子的自旋参数和带电量，口是黑洞的电量．seQ>0时加速衰减，seQ<0时减缓衰减．(b)对于一定的黑洞电量Q，当”n>0时，口越大时衰减越慢，a越小时衰减越快；mA<0时，情况刚好相反，即。越大时衰减越快，8越小时衰襄士学位论文减越慢．3、对于极晚期拖尾，我们发现有质量的Dirac粒子在Kerr-Newman黑洞时空中以f西，ss饥(∥)衰减．综合以往的结论，这可能是所有有质量粒子在四维黑洞时空中的普适的衰减规律．4、在旋转黑洞时空中，通过与有质量的scalar粒子的中晚期拖尾作比较，我们发现，有质量的Dirac微扰场的中晚期拖尾具有与之不同的衰减形

5、式，即：(a)有质量Dirac粒子的中晚期拖尾是一个没有振荡的衰减，而有质量scalar粒子的中晚期衰减有振荡的．(b)有质量的Dirac粒子的中晚期拖尾明显慢于有质量scalar粒子．关键词：晚期拖尾，Kerr-Newman黑洞，频谱分解技术的格林函数，幂率拖尾，自旋球谐函数，鞍点积分法．旋转黑洞时空中Dirac粒子的晚期接尾·IIIABSTRACTOneofthetwoexcitingpredictionsinEinstein’sgeneralrelativityistlaattheree蹴8ablackholewhidaisformedfromth

6、emassivecollnlⅪingstar．Theotheristhepresenceofthesingularity,wherethemodernphysicsisinvalidandthespaeetimebegi∞0rends．’mblackholehasthissingularity．Indeed，theanalysisofblackholehasasigniticancegoingfarbeyondastrophysics，andtheblackholephysicshasbecome蛆interseetionslfieldofgeneral

7、relativity,quantummeclumies．stringtheory,particlephysics，thermodynamicsandstatistics．However，therearestillmanyopenquestionstobeaddressed．sucha8thestatisticaloriginofblackholeentropy,thestabilityofblackhole．andtheinformationpuzzle．Thelate-timetailintheblackholeperturbationtheoryis

8、associatedwiththeno-hairtheorem，them∞．in