量子隧穿、反常在黑洞热性质中的应用研究

黑洞量子热性质的研究是当前相对论和黑洞物理的前沿热点课题。本项目致力于发展和完善最近由Frank Wilczek(2004年诺贝尔物理学奖获得者)及其研究小组提出的，用于研究黑洞量子热性质的两类模型-量子隧穿、反常，使之各自成为一个比较完整的理论体系，进而促进理论物理和天体物理的学科发展。其主要内容包括：1. 对Kraus-Wilczek隧穿模型进行再研究，给出支持信息守恒和满足量子理论幺正性的量子辐射特征。并把改进后的该隧穿模型推广到一般黑洞情形。2. 发展费米隧穿模型，对一类旋转动态黑洞和任意加速Kinnersley黑洞费米子的热性质进行研究，寻找自旋耦合相关的量子热效应。3.发展量子反常技术，对黑洞熵进行研究。4. 发展量子隧穿、反常模型，对暗能量主导的宇宙中高维黑洞的热性质进行研究，探索暗能量对黑洞热性质的影响和高维黑洞额外维信息。

本项目运用量子隧穿和反常模型对黑洞热辐射性质进行了系列研究，主要研究成果如下：(1) 完善了霍金辐射的量子隧穿模型，对一般黑洞热性质进行了大量研究; (2) 对旋转动态Kerr黑洞和任意加速Kinnersley黑洞费米子的热性质进行了研究，找到了自旋-轨道耦合相关的量子热效应;(3) 改进了黑洞熵的量子化方案，对黑洞熵量子化进行了准确描述;(4) 在量子隧穿框架下，成功对高维黑洞和暗能量主导的宇宙中黑洞的热性质进行了研究; (5) 对静态三电荷的具有压扁视界的黑洞的热力学性质进行了一些研究。