5维黑弦时空中的标场辐射的数值解

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五维Ricci平坦Schwarzschild-de sitter(SdS)黑洞源于Space-Time-Matter(STM)理论中的五维Einstein真空解,并含有一个诱导宇宙常数。这个解可以嵌入膜世界图景中,从而构成五维Ricci平坦的SdS黑弦时空(以下简称5D黑弦时空)。 本文把五维Ricci平坦的SdS解嵌入RS双膜结构中,即假设五维bulk中存在两个关于额外维反射对称的、带有相反张力的SM膜,这两个膜分别置于额外维的两端,我们生活的世界就存在于其中一张三维膜上。根据Hawking的黑洞热辐射理论,5D黑弦向bulk中辐射着各种粒子。本文使用无质量的标量粒子作为检验粒子,研究它在这个5D黑弦背景时空中的运动以及额外第五维对Hawking辐射的影响。 在求解Klein-Gordon方程的过程中我们发现,额外维的存在使粒子的径向运动受到一定的影响,尤其是在一定条件下粒子将受到一个量子化的势垒。定性分析可知额外维的尺度越小对势垒的贡献就越大,因此粒子的反射越强烈,即Hawking辐射会更强烈。因此研究粒子在这个势场中的径向运动,对于利用黑洞辐射探测额外维的设想来说是很有意义的。经过乌龟坐标变换后,径向方程变成一个类Schrodinger形式的主方程。在求解粒子的径向运动之前,我们针对Nariai黑洞的极端情况来确定参数,然后确定边界条件并采用了多项式近似,最后利用数学软件求得了粒子径向运动的数值解。从最终的结果来看,粒子在视界之间的波形近似谐波,并且在接近视界处波形迅速堆积起来:此外在两个视界处的堆积是近似同步的,说明了趋近两个视界处的时空特性是一致的。
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