黑洞作为拓扑绝缘体 (I): BTZ 黑洞情形

黑洞是可用广义相对论作经典描述的非凡大质量物体，而拓扑绝缘体是可用于构建拓扑量子计算机的新型物质形态。它们看似是截然不同的物体，但在本文中，我们声称黑洞可被视为一种拓扑绝缘体。对于三维 $AdS_3$ 时空中的 BTZ 黑洞，我们给出两个证据来支持这一声明：第一个证据来自黑洞的“膜范式”，即黑洞视界的行为类似于电导体。另一方面，真空可被视为绝缘体。第二个证据来自 BTZ 黑洞视界能够支持两个具有相反手性的手征无质量标量场这一事实。这些是 2D 拓扑绝缘体的两个关键性质。我们还考虑了与电磁场的耦合，以证明边界模式能够导电。对于更高维的黑洞，第一个证据依然成立。因此我们推测，更高维的黑洞也可被视为更高维的拓扑绝缘体。这一推测将对我们理解量子黑洞和引力本质产生深远影响。