克尔时空中原子的自发激发

我们考虑旋转黑洞背景下的原子辐射过程。我们假设原子由一个假想的两能级系统表示，通过单极相互作用与制备在通常感兴趣的各个物理真空态之一中的无质量量子标量场耦合。我们限定原子两种不同运动状态：一是原子置于固定径向距离处的静态情形，二是原子具有平稳运动但角动量为零的情形。我们研究了原子能量变化率的结构。意图是以定量方式阐明真空涨落与辐射反作用的显著贡献对原子自发激发与自发辐射的影响。特别地，我们有兴趣理解旋转黑洞情形下霍金效应以及 Unruh-Starobinskii 效应背后不同物理过程的联合作用。我们证明，对于静态原子，自发激发也与 Unruh-Starobinskii 效应相关，但仅当量子场制备于 Frolov-Thorne 真空态时成立。此外，我们表明，在 ZAMOs（零角动量观测者）视角下，Boulware 真空态包含向外的粒子流，这是黑洞超辐射的结果。本文讨论了所述发现的可能意义。