径向对称无质量标量量子场的半经典引力坍缩

我们提出了一种研究处于相干初态的径向对称标量量子场的半经典引力坍缩的方法。该形式体系在初始度规下利用 Fock 空间基，是幺正的且在数值精度内时间反演不变。它在整个时间演化过程中保持度规与标量场相干态中能量动量张量期望值之间的精确相容。我们给出了离散化效应微小性的一个简单判据，该判据在视界形成时被破坏。作为首个例子，我们在角动量 $l=0$ 近似下研究了一个特定态的坍缩。在模拟体积之外，它产生一个 Schwarzschild 度规，其 $r_s \sim 3.5 \ell_p$。我们看到了与半经典及相应经典情形下视界形成开端相容的行为，且在该 regime 中我们未见大离散化伪影的证据。在我们的示例设定中，我们看到量子效应加速了可能的视界形成并将其径向向外推移。我们发现该效应对于径向分辨率、时间步长、体积、入射态的初始位置与形状、真空减去、时间演化算符的离散化以及度规的积分方案的变化都是稳健的。我们简要讨论了该方法的潜在改进及将其应用于黑洞蒸发的可能性。我们也简要提及将我们的形式体系推广到更高角动量，但细节与数值留待后续发表。