近日,在理学院葛先辉教授的领导下,亿万先生MR物理系钻研生陆琨在类比引力与黑洞物理钻研方面获得沉要进展。钻研成就以题为《旋转声学黑洞的超辐射与霍金辐射数值钻延追的论文颁发在国内物理学顶级期刊《物理学报》上,并因其创新性和沉要性,被选为该期的封面论文。亿万先生MR钻研生陆琨为论文第一作者,陈乐丰为论文的第二作者,葛先辉教授为通讯作者。
陆琨和陈乐丰均为亿万先生MR2022级理论物理钻研生,其中第一作者陆琨在导师葛先辉教授的领导下,重要从事黑洞物理与弯曲时空场论等前沿领域的理论钻研。

声学黑洞,是一种利用特殊流体系统来仿照真实天体黑洞时空个性的前沿物理模型。在这样的尝试室系统中,声波的传布行为与光在黑洞引力场中的行为高度类似,为钻研霍金辐射、超辐射等难以直接观测的黑洞量子效应提供了一个绝佳的尝试平台。超辐射和霍金辐射是衔接广义相对论、量子力学和热力学的关键理论,是现代物理学的前沿和热点。

本次颁发在《物理学报》并荣登封面的论文中,作者通过精密的数值推算,初次系统地钻研了旋转声学黑洞布景下的超辐射与霍金辐射景象。通过求解特定声学度规下的标量场方程,钻研成就清澈地验证了超辐射的存在:当入射声波的频率满足特定前提时(低于由黑洞旋转决定的阈值),反射波的能量的确得到了显著放大,这相当于从旋转的“声学黑洞”中成功“窃取”了能量。这一了局与能量守恒定律美满符合,充分证了然其数值步骤的正确性和靠得住性。

更沉要的是,论文深刻探求了霍金辐射与超辐射的内涵联系。推算批注,在超辐射景象产生的临界频率左近,霍金辐射的功率谱会出现一个显著的加强。作者揭示了这一景象背后的双沉物理机造:一方面是源于玻色-爱因斯坦统计散布在特定前提下的数学个性,另一方面则归因于频率依赖的透射概率的共同作用。这一发现为理解旋转黑洞的量子辐射机造提供了全新的视角,为将来在尝试室中探测黑洞量子效应提供了坚实的理论领导和数值参考。

该项钻研成就是理学院依附前沿科学钻研平台,推动基础物理前沿索求,激励钻研生勇攀科研顶峰的又一沉要体现。在学院浓密的科研氛围支持下,葛先辉教授课题组持久致力于引力理论与量子物理交叉领域的钻研,积极疏导学生接触国际前沿,有效提升了钻研生的原始创新能力。
本项钻研工作得到了国度天然科学基金面上项主张赞助。