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在介绍标量场中的真空能和反常迹的基础上,计算了一般稳态(1+1)维黑洞背景下的 Casimk 效应和在 Achucarro-Ortiz黑洞背景下的能动张量.
在第一章,我们从两方面研究了标量场的能动张量.在第一节中,我们介绍了平直时空中的真空能和Casimir效应的关系.Casimir效应从1948年被提出后人们就一直没有停止对它的研究,人们用各种方法计算了满足各种边界条件的各种场的 Casimir 效应.本节中,我们简单介绍了几种比较常用的方法,Green函数法、截断法和Zeta函数法,并用Green函数法计算了满足Robin边界条件的无质量标量场的Casimir效应.在第二节,我们介绍了弯曲时空量子场中的反常迹,采用一种不同于正规化的方法给出了二维时空中反常迹的表达式.
在第二章,我们研究了一般静态(1+1)维黑洞时空背景下,被边界约束的无质量标量场的Casimir效应.通过研究发现,在不同的量子态下,满足混合边界条件的Casimir能动张量将有所不同.在满足Wald公理的要求下,(1+1)维弯曲时空中的Casimir能动张量与平直时空中的只相差一个共形因子.在研究满足混合边界条件的Casimir效应的基础上,我们计算了满足Dirichlet-Dirichlet边界条件和Neunman-Neunman边界条件的Casimir效应,发现在这两种边界条件下所得到的Casimir能动张量是一样的.
在第三章,我们研究了Achucarm-Ortiz黑洞背景下的能动张量.我们把这个时空背景下的能动张量分成两部分.一部分是远离黑洞事件视界的能动张量,这个部分的能动张量和由于Hawking辐射的能流密度有关系.另一部分是事件视界附近的能动张量。由于量子效应,这个区域存在规范反常和引力反常,所以在研究这个区域的能动张量时需要考虑这两种反常.另外,通过计算表明,在事件视界附近由于反常所产生的流正好被Hawking辐射产生的流所抵消.
由于在文中多次用到反常迹的表达式T<μ><,μ>=R/24π,其中R为Ricci标量,所以在附录中简单计算了D维时空Ricci标量.