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《物理快报B》:黑洞信息丢失之谜解决方案

  “物理快报B:黑洞信息失踪难题解决方案

  国际高能源研究所所长蔡庆余,客座教授尤力教授和客座研究员詹姆森等人共同发表的一篇题​​为“发现霍金辐射隐藏信使:解决黑洞信息丢失问题的文章”物理学着名的学术刊物PHYSICAL LETTERS B出版(doi:10.1016 / j.physletb.2009.03.082)。 “黑洞信息丢失”问题是霍金70年代在黑洞热力学第二定律中引入量子概念引起的,几十年来,霍金一直被理论物理学家和高能物理学家困惑的迷迷住了。这个问题的实质是,对于一个黑洞来说,无论初始状态如何,它肯定会演变成一个热状态,热状态意味着辐射之间没有相关性,熵随着辐射的增加而增加,与量子力学的单一正面冲突,揭示了量子力学与引力理论(广义相对论)之间的潜在冲突,因此“黑洞信息迷迷失”是研究量子引力理论必须解决的问题。本文利用统计力学和量子信息的基本理论证明了隧穿过程是一个单一的流程。对于黑洞隧道谱,在以前的工作中,物理学家认为辐射之间没有相关性。本文首先利用标准统计力学证明辐射之间存在相关性,并成功运用量子信息中互信息理论来证明辐射之间的相关性可以携带信息。本文表明熵在整个黑洞辐射中是严格守恒的。这样黑洞的辐射信息就不会丢失,维持统一,解开黑洞就失去了风扇。这个理论不仅适用于静态黑洞,还适用于其他类型的黑洞,如稳态黑洞,甚至是非互易黑洞。它为连续隧道背景下的黑洞信息损失问题提供了一个通用的解决方案,表明了引力场量子化的可能性。在此之前,博士研究生张宝成和副研究员詹明生研究员蔡庆余也合作,在量子引力效应的存在下合作证明了隧穿动力学与热力学的一致性(Phys.Lett.B 665,260);解决规则变换条件下半经典黑洞辐射的温度问题(Phys.Lett.B 671,310)。这些作品成功地将量子力学的一些概念与黑洞相结合,创造性地解决了一些传统的物理问题。这是武汉地区多元交叉学科研究的又一个成功范例。这些研究不仅将传统的原子分子研究拓展到量子信息与广义相对论的多学科领域,而且为即将到来的冷原子干涉仪探测引力波等大规模实验提供了理论依据。
 

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