声学类比中的引力波与黑洞扰动

在本文中，我描述了我在硕士项目中就声学类比 (analogue gravity) 主题所进行的研究。该研究由比尔·阿伦霍夫 (Bill Unruh) 发起，他在声子流具有超声速区域与黑洞之间建立了类比。利用这种流体动力学/引力类比的一种可能性是，在玻色-爱因斯坦浓度物中创建类比黑洞。在低温下，声子——低能激发——在由浓度物产生的声学度规中表现为无质量标量场。通过亚声速流动创建声学黑洞，声学视界处的量子涨落导致声子的热辐射，类似于哈克威辐射。该辐射已被数值模拟和实验验证。在我的硕士论文中，旨在设计一个声学视界被引力波样扰动激发的系统。论文分为两个主要部分：第一部分回顾了广义相对论、曲线空间量子场论和声学类比的关键主题；第二部分呈现了我的研究结果。首先，我提出了一种方法在平坦背景声学度规从玻色-爱因斯坦浓度物中再现引力波扰动。其次，我展示了如何在声学视界上实现入射引力波样扰动。然后，我分析了该类比引力波对视界的响应，并讨论了工作的含义，包括关于剪切粘度和熵密度的潜在研究方向。值得注意的是，这些有趣的研究方向可以探索在以超低温量子气体平台进行的实验中。