黑洞有時(shí)表現(xiàn)得像傳統(tǒng)的量子系統(tǒng)

由Anatoly Dymarsky教授領(lǐng)導(dǎo)的一組Skoltech研究人員研究了具有附加對(duì)稱性的量子系統(tǒng)中廣義熱集成的出現(xiàn)。結(jié)果，他們發(fā)現(xiàn)黑洞會(huì)像普通物質(zhì)一樣熱化。他們的研究結(jié)果發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》上。

黑洞物理學(xué)仍然是現(xiàn)代物理學(xué)中難以捉摸的一章。這是量子力學(xué)和廣義相對(duì)論之間最緊張的關(guān)系。根據(jù)量子力學(xué)，黑洞的行為應(yīng)類似于其他普通量子系統(tǒng)。但是，從愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論的角度來(lái)看，這有很多問(wèn)題。因此，從機(jī)械角度理解黑洞的問(wèn)題仍然是物理悖論的一個(gè)恒定來(lái)源。仔細(xì)解決此類悖論，應(yīng)為我們提供有關(guān)量子引力工作原理的線索。這就是為什么黑洞物理學(xué)是理論物理學(xué)中積極研究的主題的原因。

一個(gè)特別重要的問(wèn)題是黑洞如何熱化。一組Skoltech研究人員最近進(jìn)行的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，在這方面，黑洞與普通物質(zhì)沒(méi)有太大區(qū)別。即，可以用與常規(guī)情況相同的機(jī)理來(lái)解釋平衡的出現(xiàn)。由于所謂的全息對(duì)偶性的快速發(fā)展的理論工具，黑洞的分析研究成為可能。這種對(duì)偶性將某些類型的常規(guī)量子系統(tǒng)映射到量子引力系統(tǒng)的特定情況。盡管需要額外的工作才能將這種相似性擴(kuò)展到熱力學(xué)動(dòng)力學(xué)，但這項(xiàng)工作為黑洞和量子引力的重要方面提供了額外的支持。 通常可以用傳統(tǒng)的量子多體系統(tǒng)的集體動(dòng)力學(xué)來(lái)解釋。

此外，這項(xiàng)工作為傳統(tǒng)的多體量子系統(tǒng)如何熱化提供了新的思路。公認(rèn)的是，可以通過(guò)平衡統(tǒng)計(jì)力學(xué)準(zhǔn)確地描述孤立的量子力學(xué)系統(tǒng)。提供這種描述的精確數(shù)學(xué)陳述稱為本征態(tài)熱化假設(shè)。盡管如此，仍缺乏該假設(shè)的證據(jù)。該論文的作者聲稱可以部分填補(bǔ)這一空白。

“據(jù)我們所知，我們的工作是空間擴(kuò)展系統(tǒng)中本征態(tài)熱化假說(shuō)的第一個(gè)分析證明，所有有關(guān)該主題的先前著作(很少有例外)都是數(shù)值形式。我們相信，概念和技術(shù)我們論文的新穎性受到廣泛關(guān)注。” Skoltech能源科學(xué)與技術(shù)中心的Anatoly Dymarsky教授解釋說(shuō)。