Andreev 反射与黑洞的量子物理
广义相对论与量子宇宙学
2017-12-20 v1 超导电性
高能物理 - 理论
量子物理
摘要
利用邻近效应，我们在超导体-金属界面与黑洞的量子物理之间建立了类比。我们表明，金属-超导体界面可以被视为事件视界，而来自该界面的 Andreev 反射类似于黑洞中的 Hawking 辐射。我们使用类似于黑洞蒸发的 Horowitz-Maldacena 模型的终态投影模型，描述了 Andreev 反射中的量子信息传递。我们还提出了 Hayden 和 Preskill 对黑洞终态描述的 Andreev 反射类比，其中黑洞被描述为一个信息镜。讨论了交叉 Andreev 反射与 Einstein-Rosen 桥之间的类比：我们的提议为黑洞中量子信息的表观损失提供了一个精确机制，即通过非定域 Andreev 反射过程，将量子信息经由虫洞转移至另一个宇宙。鉴于这些已建立的联系，我们推测黑洞的终量子态与 Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) 超导理论中超导体/超流体的基态波函数完全相同；具体而言，在 Horowitz-Maldacena 模型中描述的坠入物质与坠入 Hawking 量子在黑洞内部形成了一个类 Cooper 对单态。一个蒸发且体积缩小的黑洞可以被视为超导体失去一个 Cooper 对时由空穴产生的 Andreev 反射的类比。由于 Andreev 反射是幺正的，我们的模型不存在黑洞信息问题。我们还将黑洞的热力学性质与超导体联系起来，并提出了一项实验，该实验能够在生长/蒸发的凝聚体中演示黑洞的负热容特征。
引用
@article{arxiv.1709.06154,
title = {Andreev reflections and the quantum physics of black holes},
author = {Sreenath K. Manikandan and Andrew N. Jordan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1709.06154},
year = {2017}
}
备注
19 pages, 7 figures