Unitarity and Page curve for evaporation of 2D AdS black holes
研究了二维反德西特黑洞（AdS $_2$）与共形物质耦合的Hawking蒸发过程，导出了辐射纠缠熵的Page曲线.我们首先在一个半经典近似与反反应。我们表明，蒸发过程的终点是AdS $_2$与消失的介子，即一个规则的，奇异性自由，零熵状态。我们明确计算的纠缠熵的黑洞和辐射，作为视界半径的函数，使用共形场论（CFT）对偶AdS $_2$引力。我们使用一个简化的玩具模型，其中蒸发描述的正质量黑洞内部的负质量配置的形成和增长。这类似于最近提出的解释蒸发黑洞的佩奇曲线的“岛屿”建议。由此得到的AdS $_2$黑洞的Page曲线与幺正演化一致。辐射的纠缠熵最初随着热行为而增长，在蒸发过程的中途达到最大值，然后随着黑洞的贝肯斯坦-霍金熵而下降到零。我们的简化模型的一致性需要一个非平凡的识别的中心荷的CFT描述AdS $_2$重力与描述霍金辐射字段的物种数。
2021-06-28 gr-qc hep-th
Perturbative unitarity bounds from momentum-space entanglement
本文提出利用动量空间纠缠增长作为场论微扰论失效的诊断，通过计算约化密度算符纯度违反幺正性界限来约束理论有效范围，并在平直及德西特时空验证，无需依赖散射实验。
2025-08-08 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Newton, entanglement, and the graviton
最近有许多实验被提出来测试非相对论性引力相互作用是否可以产生纠缠。在这篇笔记中，我考虑了这些实验在多大程度上可以检验引力子是否存在。假设么正性和洛伦兹不变性的$S$矩阵，我证明了这种“牛顿纠缠”需要存在的无质量玻色子，普遍耦合到质量，在希尔伯特空间的低能量散射状态。这些玻色子可能是通常的自旋为2的引力子，但原则上也有其他可能性，比如自旋为0的标量引力子。我提出了一个概念，一个更精细的实验，以排除这些。强调了$d=3+1$时空维度的特殊作用和引力破坏么正性的可能性。
2021-08-13 gr-qc hep-ph hep-th
What happens in a black hole when a particle meets its antipode
进一步解释和阐述了黑洞视界上的对映标识概念。对比在文献中的许多尝试，使模糊的，动机不佳的模型黑洞，我们解释了如何，与绝对最小的假设，已知的本地物理定律足以计算史瓦西黑洞的酉演化定律。作者的早期工作解释了如何能够并且必须避免防火墙，同时也消除了信息悖论，遇到了一个遗留问题：如何更好地向社区解释。对映体识别是用纯量子态代替热混合态的一种自然方式，而不需要在“混沌”中隐藏我们的无知。在视界附近，粒子与其对极的关系中，我们确实遇到了一个看起来很奇怪的符号转换。这个符号开关是必要的，以恢复完整的酉性，而不会丢失任何地方的信息，同时恢复局部性。虽然还有一些重要的遗留问题，我们宣传我们的方法作为一个健康的替代依赖AdS/CFT系统，其中，我们声称，不保证提供可靠的答案。
2018-04-16 gr-qc
The Quantum Black Hole as a Hydrogen Atom: Microstates Without Strings Attached
应用球谐函数展开，将黑洞及其微观状态变成像量子力学早期的氢原子一样透明的东西。它使我们能够提出一个简明的描述这些微观态的演化规律，将它们与微扰量子场论，在史瓦西度规的背景下。我们得到了三个方面的认识：第一，我们了解了引力反作用如何通过交换动量和位置算符，将进入黑洞的粒子变成离开黑洞的粒子，引力反作用的主导分量可以精确计算;第二，我们发现这种效应是如何消除防火墙的，无论是在未来还是过去的事件视界上，第三，我们发现彭罗斯图中区域II的存在迫使背景度规发生拓扑扭曲，最终导致对映识别。虽然需要一个截止点来有效地用晶格代替横向坐标，但是当应用球面波展开时，这种截止点的效果最小化。这种扩展然后准确地揭示了对映识别如何恢复幺正性-分别为每个分波。我们希望这些想法将提供一些非常重要的拓扑时空特征在普朗克尺度的新见解。
2016-05-17 gr-qc hep-th quant-ph
From qubits to black holes: entropy, entanglement and all that
熵在信息和纠缠的表征中起着至关重要的作用，但它不是一个标量，对于许多系统，它对于不同的相对论观察者是不同的。圈量子引力预言了黑洞熵的Bekenstein-Hawking项及其对数修正，后者源于描述黑洞视界的自旋网络之间的纠缠.引力与物质的纠缠可以恢复黑洞蒸发过程中的幺正性。如果假设坍缩的物质最初处于纯态，那么霍金辐射的熵就是物质和引力之间产生的纠缠。
2005-05-13 gr-qc hep-th quant-ph
Black Hole and de Sitter Microstructures from a Semiclassical Perspective
我们描述了两种不同的，但等价的半经典观点的黑洞物理学中的等效原理和幺正性都容纳。在一个例子中，幺正性是内在的，而黑洞内部只有作为一种涉及视界（可能还有其他）自由度的集体现象才有效地出现。在另一种更广泛研究的方法中，内部的存在是显而易见的，而底层动力学的幺正性只能通过引入引力的某些非微扰效应来间接捕获。这两幅图分别对应于遥远的描述和基于纠缠岛/副本虫洞的描述。我们还提出了一个全息描述的de Sitter时空的基础上，前一种方法，其中全息理论是位于拉伸视界的静态补丁。我们认为，这两种方法的存在是植根于两个配方的量子力学：规范和路径积分形式主义。
2022-12-10 gr-qc hep-th
Heat as an inertial force: A quantum equivalence principle
防火墙被引入到黑洞蒸发场景中，作为设计用于打破纠缠和保持幺正性的deus ex machina（Almheiri et.al.，2013年）的报告。在这里，我们表明，防火墙实际上是存在的，并打破纠缠，但只有在虚拟现实的背景下，观察员驻扎在地平线附近，谁是以下的长期演变的洞。这些观测者在温鲁温度下被加速辐射加热，并将视界处的电子对产生视为高能现象。客观现实是非常不同的。我们认为霍金对的产生完全是一个低能量的过程，在这个过程中，纠缠永远不会出现。霍金粒子物质化为低能激发，其典型波长远大于黑洞半径。因此，它们进入一个非常不均匀的环境，不利于纠缠的形成。
2016-01-31 gr-qc hep-th
Quantum clones inside black holes
本文提出了一个系统的方法，以便用纯量子态更好地理解黑洞的演化规律。我们从彭罗斯图中两个相对的区域I和II开始，并使用先前从量子粒子中的夏皮罗效应导出的代数来研究这些区域中物质的演化。由于这个时空有两个不同的渐近区域，我们必须假设有一种机制可以减少状态的数量。在早期的工作中，我们提出，区域II描述了区域I的角对映体，即“对映体识别”，但这最终会导致矛盾。我们现在的提议要简单得多：区域II中定义的所有态都是区域I中的态的精确量子克隆。这更精确地指出了如何通过使所有的量子态都可观测来恢复么正性，此外还表明，对其他黑洞结构的概括将是可能的。一个明显的复杂性是，波函数必须演化为一个纯粹反对称的、数值化的哈密顿量，但这种复杂性可以在量子力学的现实解释中得到很好的理解。
2022-09-08 gr-qc hep-th
Entanglement Entropy in Jackiw-Teitelboim de Sitter gravity with Timelike Boundaries
研究具有类时边界的Jackiw-Teitelboim de Sitter引力，应用island formula计算黑洞与宇宙系统的纠缠熵，发现黑洞系统熵值饱和而宇宙系统熵无界增长，揭示了与幺正性的张力。
2025-09-16 gr-qc hep-th
Timelike Entanglement Entropy of Hawking Radiation
Mohammed I University（穆罕默德一世大学）；Astrophysical and Cosmological Center, BP 717, Oujda, Morocco（天体物理与宇宙学中心）；Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa（里斯本大学理学院空间科学与天体物理研究所）；Departamento de Física, Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa（里斯本大学理学院物理系）
研究通过类时间纠缠熵探测黑洞信息悖论，揭示其在不同黑洞时空中的周期性行为及信息恢复机制。
2026-02-06 gr-qc hep-th
Decrease of the entanglement entropy of the Hawking radiation induced by backreaction in the Bose-Einstein condensate
Toyota Technological Institute（名古屋工业大学）
研究BEC中类Hawking辐射的背反应对纠缠熵的影响，通过微观哈密顿量显式重现Page曲线，证明低能模式下纠缠熵随背反应减少。
2026-10-22 gr-qc hep-th
Matter-gravity entanglement entropy and the second law for black holes
针对黑洞蒸发过程中需符合幺正性的客观增熵问题，提出物理熵为物质-引力纠缠熵，指出光子-引力子相互作用可能使蒸发晚期该熵大于新生黑洞熵，可解释多类封闭系统熵增。
2023-05-19 gr-qc hep-th
Entanglement Entropy, Phase Transition, and Island Rule for Reissner-Nordström-AdS Black Holes
本研究检验四维RN-AdS黑洞的岛规则，发现一阶相变虽改变Page曲线形态但不破坏幺正性，并揭示蒸发过程中新颖的曲线构型，深化了黑洞热力学与量子信息的关联理解。
2024-05-27 gr-qc hep-th
Islands and complexity of eternal black hole and radiation subsystems for a doubly holographic model
研究了具有亚临界张力膜的Randall-Sundrum（RS）膜世界模型中$d$ -维共形缺陷的左/右纠缠所对应的纠缠岛和子系统体积复杂性.缺陷的左模和右模分别模拟了永恒的黑洞和辐射系统。因此，两者之间的纠缠熵遵循一个永恒的黑洞佩奇曲线，这是幺正兼容。我们计算了不同时刻具有优先Ryu-Takanayagi（RT）曲面的左右膜的体积，分别为黑洞的子区域复杂性和辐射态提供了一个探测工具.一个有趣的跳跃量被发现在页面时间，纠缠曲线饱和，由于列入岛表面。我们解释了各种可能性，这种相变的复杂性在页的时间，并认为这些结果如何匹配的协变的建议定性。
2021-05-03 gr-qc hep-th
The entropy of bulk quantum fields and the entanglement wedge of an evaporating black hole
通常认为体量子场只在$O(1)$处对广义熵$\frac{A}{4G_N} +S_{\mathrm{bulk}}$有贡献。尽管如此，在蒸发黑洞的背景下，$S_{\mathrm{bulk}}$中的$O(1/G_N)$梯度可以由于大的助推而产生，引入远离任何经典极值表面的量子极值表面。我们研究了这种体量子效应对量子极值曲面（QES）的影响，并在一个简单的两边界$2d$体系统中产生纠缠楔，该系统由Jackiw-Teitelboim引力耦合到1+1 CFT。打开一个边界和另一个外部辅助系统之间的耦合，这个外部辅助系统起着散热器的作用，允许一个双面的、否则是永恒的黑洞在一边蒸发。我们发现广义熵的QES的行为预期从一般考虑的幺正性，特别是进入的信息消失的纠缠楔后scambling时间$\fracβ{2π} \ln ΔS + O(1)$符合预期的全息实现的海登-Preskill协议。我们还发现了一个有趣的QES相变在什么人可以称之为页面时间为我们的过程。
2019-11-04 gr-qc hep-th
Entanglement swapping in black holes: restoring predictability
霍金的黑洞蒸发过程表明，我们可能需要在量子么正性和其他基本物理原理（如无信号、纠缠一夫一妻制和等效原理）之间做出选择。我们在这里提供了一个量子模型的霍金对黑洞蒸发，其中这些原则都尊重。该模型不涉及奇异的新物理学，而是使用量子理论和广义相对论。在蒸发过程的任何阶段，黑洞和辐射都处于不同能量状态的联合叠加。在黑洞质量为0的特定分支中，辐射态是纯的，并且与形成黑洞的初始状态是一一对应的。因此，在完全蒸发时没有信息损失。最初的霍金对纠缠在下落粒子和传出粒子之间通过纠缠交换转移到传出粒子，而不违反无信号或纠缠的一夫一妻制。黑洞完全蒸发后的最终状态是纯净的，没有信息损失，没有违反一夫一妻制或等效原理。
2020-08-04 gr-qc hep-th quant-ph
The Entanglement Wedge of Unknown Couplings
黑洞内部是时空中的一个神秘区域，在那里，非微扰效应有时很重要。这些非微扰效应被认为是高度依赖于理论的。我们锐化这些语句考虑设置的状态的黑洞是在一个叠加的状态对应于边界理论与不同的耦合，纠缠的参考，保持跟踪这些耦合。纠缠楔的参考，然后可以被解释为体区域最敏感的耦合值。在简单的整体模型中，例如，JT引力+一个物质BCFT，QES公式意味着参考包含黑洞内部在晚些时候。我们还分析了参考文献的Renyi-2熵，它可以被看作是通过Loschirton回声的混沌诊断。我们发现明确的副本虫洞诊断岛和恢复统一。数值和分析的证据，这些报表中的SYK模型。类似的考虑预计将适用于更高的维度AdS/CFT，边缘，甚至不相关的耦合。
2022-07-27 gr-qc hep-th
Complementarity Is Not Enough
老黑洞的近视界场B与早期霍金辐射R通过S-矩阵的么正性达到最大纠缠。但根据等效原理，B必须与黑洞内部A最大程度地纠缠。因果斑块互补性无法调和这些相互冲突的要求。系统B可以被一个自由下落的观察者探测到，同时还有时间掉头并留在黑洞之外。因此，BR系统的纠缠态是由幺正性决定的，即使在下落的补丁。如果，通过纠缠的一夫一妻制，B不与A纠缠，视界被奇点或“防火墙”取代。为了说明激进的性质的想法是必要的，我简要地讨论了两种方法来避免防火墙：识别A与子系统的R;和补丁互补性的组合与Horowitz-Maldacena最终状态的建议。
2012-10-15 gr-qc hep-th
Island of acoustic black hole in Schwarzschild spacetime
School of Physics and Astronomy, Sun Yat-Sen University（中山大学物理学院）
研究声黑洞中的类信息悖论，通过岛屿公式计算非极值和极值情况下的类霍金辐射纠缠熵，验证类引力系统的单位arity。
2025-12-12 gr-qc hep-th
Before the Page time: maximum entanglements or the return of the monster?
蒸发黑洞的信息守恒是量子力学的基本对称性--么正性的一个非常自然的结果。为了研究信息守恒，我们需要了解纠缠熵的本质。如果一个黑洞处于Page时间之前的状态，霍金辐射的熵近似等于最大的纠缠熵，即，当霍金辐射的熵小于黑洞的熵时。然而，如果存在一个过程产生更小的纠缠而不是最大纠缠，霍金辐射的熵将变得小于Page时间之前的最大纠缠熵。如果这个过程积累起来，即使概率很小，发射的辐射最终也可以与精确的热状态区分开来。本文对这一现象给出了几种解释：（1）坍缩物质的信息在Page时间之前就已发射出来;（2）在Page时间之前存在防火墙或非局域效应;（3）统计熵大于面熵，形成了一个怪物。我们的结论将有助于解决信息损失悖论，为进一步的研究奠定基础。
2022-09-01 gr-qc hep-th quant-ph
Entanglement Islands in Generalized Two-dimensional Dilaton Black Holes
本文在Fabbri-Russo模型中研究了二维膨胀子黑洞的Page曲线与纠缠岛，发现岛的出现使辐射熵在Page时间后减速上升以保持幺正性，且参数$n$在主导阶不影响Page曲线形状，同时指出岛比防火墙更能解决量子纠缠-单配性问题。
2022-08-12 gr-qc hep-th
Conformal Dilaton Gravity and Warped Spacetimes in 5D
在弯曲的Randall-Sundrum时空中，通过写出度规$g_{μν}=ω^{\frac{4}{n-2}}\tilde g_{μν}$，在共形不变引力中找到了黑洞的精确含时解。在这里，$\tilde g_{μν}$代表“非物理的”时空，而$ω$代表非物理场，它们将被视为与任何可重正化的标量场一样。在五维弯曲时空的情况下，我们记作$ ^{(4)}{\tilde g_{μν}}=\barω^2{ ^{(4)}\bar g_{μν}}$。$ω$和$\barω$都可以用来描述由于使用不同的共形规范自由度而引起的内外观测者对霍金辐射的不同看法。关于黑洞内部的分歧可以用视界上点的对映图来解释。自由参数的解决方案可以选择在这样一种方式，$\bar g_{μν}$是奇异的自由和拓扑规则，即使对于$ω\rightarrow 0$。值得注意的是，度规分量和介子场的5维和4维有效场方程可以用一般维数$ n= 4,5$表示。它是澄清，在视界附近的量子化程序的背景下，幺正性问题只发生在大的额外维尺度的大部分。有效理论中的减法点将只在体中的UV中，因为使用大的额外维度导致基本普朗克尺度与电弱尺度相当。
2021-07-16 gr-qc hep-th
On the Page curve under final state projection
黑洞奇点在霍金信息悖论的形成中起着至关重要的作用。通过在类空奇点上施加一个终态边界条件，可以使整体时空分析与么正性相协调。受末态方案的启发，我们探讨了末态投影在二维共形场论中的作用。我们计算了后选择下的时间演化，采用伪熵的实部估计的量子纠缠量的平均历史之间的初始和最终状态。我们发现这个量具有Page曲线的行为。
2021-12-28 gr-qc hep-th
Correlations in Hawking radiation and the infall problem
人们有时认为，小的量子引力效应可以将信息编码为霍金辐射中的“微妙关联”，从而在保持半经典视界的同时保留了么正性。最近推导出的一个不等式表明，这种信念是不正确的：人们必须对视界（即模糊球）处的低能演化进行有序统一修正，以消除辐射和空穴之间的纠缠。在本文中，我们采取了几种模型的“小修正”和计算的纠缠熵数值，在每种情况下，这种纠缠被认为是单调增长，在协议的一般不等式。我们还构建了一个模型的“烧纸”，发现纠缠上升，然后返回到零，在协议的一般参数页。然后，我们注意到，串微观状态的模糊球结构提供了一个版本的“互补性”。低能量演化被修改的顺序统一，解决信息的问题，而高能量下落模式（$E>> kT$），我们可能能够取代他们的合奏平均值的衰减器。伊斯雷尔（和其他人）提出，这个系综和可以用热场动力学的语言表示为两个系统副本的纠缠和，给出了扩展的黑洞图的两侧。因此，微态中的高能量子子可以用具有视界的时空中的量子子来近似，微态上的系综和就像共形场论的“缝纫”处方。
2011-08-22 gr-qc hep-th
Black holes Entangled by Radiation
我们构造了三个模型来描述两个永恒的黑洞被一个平坦的空间分开，并最终可以通过交换辐射纠缠的场景。在双全息系统中，我们计算了子系统之间的纠缠熵和互信息，得到了纠缠的动态相结构。两个黑洞之间纠缠的形成被辐射必须穿过的空间所延迟。最后，如果两个黑洞交换了足够的霍金模，则最终态的特征是一个连接的纠缠楔;否则，最终纠缠楔包含两个分离的岛。在前一种情况下，两个黑洞的纠缠楔在它们之间的平坦空间大小的时间尺度上形成。而在这两种情况下，演化的统一性都得到了保持。当两个黑洞的大小不相等时，我们观察到较小的黑洞与辐射之间的纠缠在后期会丢失。在场论方面，我们考虑两个耦合到Majorana链的Sachdev-Ye-Kitaev（SYK）团簇，它类似于两个由辐射区连接的黑洞。我们数值计算相同的纠缠措施，并获得类似的相结构的散装结果。在一般情况下，两个SYK集团之间的纠缠的时间延迟被发现在长的马约拉纳链的情况下。特别地，当两个SYK团簇的大小不同时，观察到较小的SYK团簇和Majorana链之间类似的纠缠损失。最后，我们研究了一个由EPR团簇组成的链模型，并再现了在其他模型中观察到的纠缠特征。
2022-11-08 cond-mat.str-el gr-qc hep-th
Accelerating Plasma Mirrors to Investigate Black Hole Information Loss Paradox
霍金蒸发是否违反了么正性，从而导致信息的丢失，这个问题自霍金的开创性发现以来一直没有得到解决。到目前为止，研究仍然主要是理论上的，因为几乎不可能通过直接的天体物理学黑洞观测来解决这个悖论。在这里，我们指出，相对论等离子体镜可以急剧加速和突然停止的超强x射线脉冲的密度梯度固体等离子体目标的冲击。这类似于黑洞霍金蒸发的晚期演化。提出了一个实验的概念，并给出了一组自洽的物理参数。通过测量霍金辐射与其伙伴模之间的纠缠，可以解决诸如黑洞么正性等关键问题。
2016-12-25 gr-qc
Shenanigans at the black hole horizon: pair creation or Boulware accretion?
目前关于黑洞蒸发的理论认为，霍金能流$F$是由视界处的电子对产生提供动力的。然而，电子对的产生产生了纠缠，其中一些必须在黑洞完全蒸发之前被打破。这会导致信息的丢失和对统一性的破坏。在本文中，另一种情况下，建议再现霍金蒸发的基本特征，但不调用对创建与随之而来的问题。在这个“博尔韦尔吸积”的场景中，正通量$F$在无穷远处仍然是流出的，但在视界附近它变成了负能量的流入。这个负的能量通量（勉强）满足弗拉纳根能量不等式。
2015-04-16 gr-qc hep-th
Entanglement entropies of equilibrated pure states in quantum many-body systems and gravity
本文发展了一个不可积多体系统纯态晚期Renyi熵的普适近似，该系统宏观上类似于平衡态的密度矩阵。所得的表达式完全由相关的平衡密度矩阵的性质决定，因此与初始状态的细节无关，同时也与幺正时间演化明显一致。对于引力系统中的平衡纯态，如黑洞，这种近似给出了一种用欧几里德路径积分计算纠缠熵的方法，这种方法与么正性一致，因此可以用来解决霍金的信息丢失悖论.应用于蒸发黑洞和与浴耦合的永恒黑洞的最新模型，它提供了复制虫洞的推导，并阐明了它们的数学和物理起源。特别是，它表明，副本虫洞可以出现在一个系统中具有固定的哈密顿量，而不需要系综平均。
2020-08-12 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el gr-qc
The Black Hole Information Paradox
在与K的工作进行了简短的讨论后，佐藤25年前在讨论黑洞问题和暴胀时，给出了黑洞信息悖论。有人认为，一般来说，应该预料到视界后面的状态应该与视界之外的状态相关，这种量子力学纠缠是理解这种情况下的幺正性的关键。对于具有视界的宇宙学，例如德西特空间，或者永恒黑洞，或者由引力坍缩形成的黑洞，这应该同样正确。
2005-10-19 gr-qc hep-th
Causal unitary qubit model of black hole evaporation
提出了一种新的黑洞蒸发的简单量子比特模型。该模型在四个量子比特上运行，并根据量子门和量子线路来定义。该模型的主要特征包括明确的么正性和（最显著的）因果性，因果性被理解为黑洞内部的信息不可能通过视界传递。相应的冯·诺依曼纠缠熵产生了佩奇曲线的粗略（四量子位）近似。
2021-05-07 gr-qc hep-th quant-ph
The black hole information loss puzzle, matter-gravity entanglement entropy and the second law
自霍金1974年发现以来，我们预期坍缩形成的黑洞会发出辐射并最终消失。与信息丢失之谜密切相关的是，定义一个物理熵的客观概念是一个挑战，这个物理熵在整个过程中以与幺正性一致的方式增加。近年来，这一点已经用粗粒度熵的某些概念来解决。相反，我们认为物理熵应该等同于物质-引力纠缠熵，这可能为黑洞坍缩和蒸发系统以及其他封闭的单一演化系统（特别是整个宇宙）提供熵增加的解释。要使这一点起作用，必须是黑洞蒸发的晚期状态的物质引力纠缠熵大于新形成的黑洞的熵。我们认为，这可能是由于（通常被忽视的）光子引力子相互作用的情况下。如果把黑洞放在一个稍微有渗透性的盒子里来减缓黑洞的蒸发，我们给出了可解释性的论点，即一个大黑洞蒸发后剩余的辐射将（是纯的）主要由大致相等数量的光子和引力子相互纠缠组成--光子引力子的纠缠熵可能大于新形成的黑洞的熵。还有一种可能性是，即使没有这样一个盒子，物质-引力纠缠熵仍然可能增加，而后期状态又是一种纯态，（主要是）光子与霍金发射的光子本身辐射的软引力子高度纠缠。需要做更多的工作来确定是否确实如此。
2023-03-29 gr-qc hep-th quant-ph
Emergence of volume-law scaling for entanglement negativity from the Hawking radiation of analogue black holes
Seoul National University（首尔大学）
本文通过类黑洞霍金辐射研究纠缠负度的体积律 scaling，展示非局域相关性如何使对数负度获得有限体积项，揭示其在黑洞热力学中的潜在应用。
2026-04-21 cond-mat.quant-gas gr-qc quant-ph
Simple holographic models of black hole evaporation
最近的几篇论文表明，纠缠楔重构与AdS/CFT中黑洞蒸发的么正性之间有着密切的关系。然而，对这些论文的分析有一个相当令人困惑的功能：所有的计算都是使用体动力学完成的，这基本上是霍金用来预测信息损失的，但应用纠缠楔重建的思想似乎暗示了一个与信息守恒相一致的佩奇曲线。为什么同一模型中的两个不同计算会对佩奇曲线给出不同的答案？在本说明中，我们提出了一对新的模型，澄清这种情况。我们的第一个模型给出了幺正黑洞蒸发的全息图，其中类似的霍金辐射如预期的那样净化了自己，这种净化被纠缠楔分析再现。此外，光滑的黑洞内部一直持续到蒸发过程的最后阶段。我们的第二个模型给出了另一种全息解释的情况下，批量演变导致信息损失：与目前提出的模型不同，这种批量信息损失是正确的纠缠楔分析再现。这说明量子极值曲面在某种意义上是运动学的：它们计算的熵的时间依赖性取决于体动力学的选择。在这两个模型中，不需要考虑体量子修正：经典极值曲面就足以完成这项工作。我们认为，我们的第一个模型是一个正确的类比蒸发黑洞的实际发生了什么，但我们也强调，任何完整的解决方案的信息问题将需要一个非微扰的整体动力学的理解。
2019-12-05 gr-qc hep-th
On the dynamical 4D BTZ black hole solution in conformally invariant gravity
本文综述了从共形不变引力提升到（3+1）维时空的（2+1）维Baunados-Teitelboim-Zanelli黑洞解。作为物质内容，我们使用标量规范场.度量写为$g_{μν}=ω^2\tilde g_{μν}$，其中{ \it扩展字段} $ω$包含所有尺度依赖性，其中$\tilde g_{μν}$表示“非物理”时空。给出了一个数值解，并说明了如何在平等的基础上处理标量场的标量子。视地平层和各能面的位置主要取决于模型的参数和初始值。为了从$\tilde g_{μν}$的BTZ型解中得到正则的且{ \it奇异自由}的$g_{μν}$，找到合适的初始参数并不是一件困难的任务.在真空情况下，在Eddington-Finkelstein坐标下，得到了一个含时的{ \it精确}解，该解对（2+1）维BTZ时空和抬升的（3+1）维BTZ时空都是有效的.虽然$\tilde g_{μν}$类似于标准BTZ解决方案的水平，但$g_{μν}$是{ \it平坦}的。量子场变成了一个无限小的可重整化量子场，它可以开启和关闭霍金辐射。该解可用于研究模型的小距离尺度和黑洞互补问题。它也可以用来描述如何以一对一的方式映射出射辐射的量子态的问题。这两个观测者将使用不同的共形规范。一个可能的连接是与对跖识别和统一性问题。
2020-06-17 gr-qc hep-th
Quantum entanglement in cosmology
University of Siena（锡耶纳大学）；School of Science and Technology, University of Camerino（卡梅里诺大学理学院）；Al-Farabi Kazakh National University（阿尔法拉比哈萨克国立大学）
本文综述了宇宙学中量子纠缠的研究进展，涵盖膨胀时空中的引力粒子产生、纠缠收割协议以及黑洞时空中纠缠熵与黑洞熵和信息悖论的关系。
2025-06-04 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Hints of Gravitational Ergodicity: Berry's Ensemble and the Universality of the Semi-Classical Page Curve
黑洞的最新进展表明，一个么正性相容的Page曲线可以从系综平均的半经典近似中得到。在本文中，我们强调（1）这种特殊的幺正性表现并不是黑洞所特有的，（2）它可以从一个基本的幺正理论的单一实现中出现。为了使事情更明确，我们考虑一个硬球气体从一个小盒子慢慢泄漏到一个更大的盒子。这是一个量子混沌系统，我们期望在完整的幺正描述中看到佩奇曲线，而半经典的本征态则期望表现得好像它们生活在贝里系综中。我们重现了这个系统的幺正兼容的页面曲线，半经典。该计算具有结构上的平行副本虫洞，关键依赖于合奏平均在每个时代，并揭示了多个时间尺度之间的相互作用的问题。使用系综平均$state$而不是纠缠熵，我们还可以设计一个信息“悖论”。我们的系统提供了一个具体的例子，其中的合奏的半经典佩奇曲线是一个遍历代理的时间平均，而不是一个明确的平均超过许多理论。我们在这里讨论的问题在逻辑上与视界的存在无关，所以我们期望半经典引力也应该以类似的眼光来看待。
2021-05-04 cond-mat.stat-mech gr-qc hep-th
Black holes and other clues to the quantum structure of gravity
将引力纳入量子力学框架可能是基础物理学中最深刻的遗留问题。黑洞演化的"么正性危机"似乎是这个问题的一个关键方面，它的解决将提供重要线索。对此的研究提出了一个重要的结构性问题，即如何思考量子引力中的子系统和信息局域化。与场论一样，这个问题的答案被认为是场论数学结构中的一个重要组成部分。微扰引力的结果表明了一种不同于量子场论的结构，但提出了一种定义子系统的途径。如果黑洞的行为确实与我们熟悉的子系统相似，那么幺正性就需要新的相互作用来转移它们的纠缠。这种相互作用可以通过一种有效的方法进行参数化，而无需直接解决基本动力学的问题，无论其是否与量子时空、虫洞或其他东西相关。由于这种相互作用需要延伸到视界之外，这就提出了一个问题，即它们是否可以被强引力区域的新电磁波或引力波观测所约束或观测到。本说明概述这些动态并提供它们之间的联系。
2021-02-18 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Entropy and replica geometry in generic two-dimensional dilaton gravity theories
我们在一个永恒的Narayan黑洞中建立了一个新版本的黑洞信息佯谬，一个具有非平凡壳层体积作用的一般二维引力理论，一个从高维AdS黑膜降维的产物，两侧加入Minkowski浴。我们还报告了我们的模型和著名的JT重力模型与浴之间的相似之处以及重要的差异。通过在欧氏引力路径积分中加入一个新的鞍点，解决了Hawking的纠缠熵结果与么正性的矛盾.作为正在进行的和发展中的研究的一部分，我们试图，并取得了部分成功，明确地构建副本虫洞的几何形状为我们的模型，充分证明量子极值表面计算与欧几里德引力路径积分，而不使用全息。
2023-02-28 gr-qc hep-th
A divergent volume for black holes calls for no "firewall"
假设霍金辐射是热分布的，可以认为是由于它们与黑洞的内部自由度纠缠的结果。如果幺正演化持续到佩奇的时间，当黑洞蒸发掉其初始熵的一半时，这将导致“防火墙”悖论。然而，如果黑洞的内部有足够的自由度来保持与外界的纠缠，那么在整个辐射过程中，幺正性可以保持，并且不需要防火墙。通过引入黑洞体积的概念，提出了一种撤销防火墙的方案。基于Christodoulou和Rovelli [1]的操作定义，我们证明了如果用非对易空间处理最终蒸发阶段，坍缩黑洞的体积和熵是发散的.这意味着黑洞的内部拥有足够的空间来存储任何质量的黑洞的信息，就像“魔术师的袋子”一样。
2020-02-23 gr-qc hep-th quant-ph
Entanglement, recoherence and information flow in an accelerated detector - quantum field system: Implications for black hole information issue
本文研究了一个精确可解的模型，在该模型中，一个匀加速的探测器与一个初始处于闵可夫斯基真空中的无质量标量场线性耦合。使用精确的关联函数，我们表明，只要耦合被打开，人们可以看到信息流从检测器的领域和传播的辐射到零无限。通过用两点函数表示探测器的约化密度矩阵，计算了探测器中的纯度函数，研究了探测器与光场之间的量子纠缠演化.只有在超弱耦合状态下，探测器才会在后期出现某种程度的重相干，但在完全恢复时却永远不会出现。我们明确地表明，在最一般的条件下，检测器永远不会恢复其量子相干性和检测器和字段之间的纠缠仍然很大，在后期。在某种程度上，这个模型可以被用来作为一个模拟系统的黑洞与量子场相互作用，我们的结果似乎表明，在流行的非马尔可夫制度，假设统一的组合系统，黑洞信息不会丢失，但转移到量子场的自由度。我们的组合系统将演变成一个高度纠缠的状态之间的残余大面积（在贝肯斯坦的黑洞原子模拟）没有任何信息的初始状态，量子场，现在充满了复杂的信息内容不那么容易检索的本地观察者。
2008-07-24 gr-qc
Islands in Kerr-Newman Black Holes
Shanghai University（上海大学）
本文利用岛屿范式研究四维 Kerr-Newman 黑洞的信息悖论，通过近视界约化二维场论计算辐射纠缠熵，发现角动量与电荷对 Page 时间和 scrambling 时间有相反影响，并证明近极端情形下 Schwarzian 动力学导致量子延迟，从而支持信息守恒。
2025-11-06 gr-qc hep-th
State counting in gravity and maximal entropy principle
Trinity College（三一学院）；Steklov Mathematical Institute of Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院斯捷克洛夫数学研究所）
本文通过引力路径积分视角证明黑孔熵的状态计数与霍金辐射纠缠熵的Page曲线等价，从而解决信息丢失悖论。
2026-06-25 gr-qc hep-th
A self-consistency check for unitary propagation of Hawking quanta
黑洞信息佯谬假设弯曲时空中的量子场论可以提供从近视界模到渐近霍金量子的幺正传播。我们提出了一种自一致性检验方法，而不是用量子量子引力效应来修正这种假设。我们建立了一个类比费曼的双缝实验的分析。费曼证明，当干涉图样投射到无限远的屏幕上时，干涉粒子的幺正传播，即忽略与双缝的纠缠，成为一个任意可靠的假设。我们讨论了弯曲时空中量子场论的类似自洽性检验。我们将其应用于霍金量子的传播，并测试在大黑洞的极限下，忽略与几何的纠缠是否也变得任意可靠。我们提出了奇怪的结果，提出一个否定的答案，我们讨论如何这种损失的naQFT的幺正性可能与基于软毛记忆效应的悖论的解决方案有关。
2017-01-17 gr-qc hep-th quant-ph
What does strong subadditivity tell us about black holes?
有人认为，由非几何效应引起的对进化的微小修正可以解决信息悖论。例如，我们可以从欧几里德路径积分中的子前导鞍点得到这样的效果。但2009年使用强次可加性导出的不等式表明，这种修正{ \it不能}解决这个问题。结果，我们使原来的霍金之谜更加尖锐：我们必须要么有（A）新的（非定域的）物理学，要么在视界上构造头发。我们得到相应的不同的方法来解决AMPS难题。传统的互补假设（A）;这里我们要求AMPS实验测量霍金模的正确真空纠缠，并调用非局域$A=R_B$型效应来获得辐射的么正性。模糊球互补性属于（B）类;在这里，AMPS测量超出了获得互补描述所需的近似的有效性，并且有效的规则视界仅出现在具有能量$E\gg T$的自由下落观测者身上。
2013-09-25 gr-qc hep-th
A Firepoint at the Black Hole Singularity
霍金在他的原始推导中指出，史瓦西黑洞在量子水平上是不稳定的，它会演化到最终的热混合态。有一些试图解决这个信息悖论的基础上，一个高能量的表面位于黑洞事件视界：防火墙。在这些建议之后，我们在这里提出奇点本身作为一个“燃点”，能够打破通过霍金过程创建的“int”和“out”状态之间的纠缠。在本文中，奇点以两种类似的方式积极参与了信息悖论。在第一种方式中，奇点与“int”状态接触，在视界外产生一个纯状态，但它违反了因果关系，允许黑洞内的人向外界发送信号。第二种方法是用一张地图打破黑洞内外的纠缠，仍然使用奇点，但不违反因果关系。一夫一妻制定理是不违反无论是在第一个“出”辐射状态是纯粹的直接呈现或在第二种方式，其中页面的想法是可能的再次解决信息损失的问题。
2018-05-11 gr-qc hep-th quant-ph
Ensemble from Coarse Graining: Reconstructing the Interior of an Evaporating Black Hole
在理解黑洞的量子物理学时，引力的非微扰方面起着重要的作用。特别是，在非微扰水平上的引力理论的巨大规范冗余，比标准的超纯性要大得多，甚至与不同拓扑的空间相关，允许我们对系统进行不同的描述。虽然物理结论在任何描述中都是相同的，但相同的物理学在基于不同规范选择的描述中可能以截然不同的形式表现出来。在本文中，我们探讨了两个这样的描述，我们称之为整体规范和酉规范结构之间的关系。前者是基于广义相对论的整体时空，在广义相对论中，理解么正性需要包含引力的微妙的非微扰效应。后者是基于黑洞的远景，其中幺正性是明显的，但内部时空的存在是模糊的。这两种描述是互补的。在本文中，我们通过对另一个构式的分析，开始了对一个构式的学习方面的研究。我们发现，在整体规范结构中存在的近空内部时空表现出的最大混沌，快速混乱，和统一规范结构中的视界的普遍动力学。我们使用的互补性的规范的选择来理解的整体性质的引力路径积分在全球时空中的粗粒化和热在一个单一的酉理论，不涉及任何合奏性质的基本水平。我们还讨论了两种结构中内部自由度与外部自由度之间的关系。这种关系最自然地表现为纠缠楔重构和内部的有效理论。
2020-10-16 gr-qc hep-th
Black Holes, Information and the Universal Coefficient Theorem
这篇笔记是要提请读者注意这样一个事实，即广义相对论和量子力学在一个主要方面彼此不同。广义相对论是基于物理学定律的同形协变公式，而量子力学是这样构建的，它的基本定律对拓扑结构的变化保持不变。本文的目的是表明，为了得到一个完整的描述量子引力，必须从量子力学的意义上，从广义相对论，即物理定律必须是协变的时空拓扑结构的变化。在实践方面，我为黑洞信息悖论提供了一个答案：丢失的信息被永久地编码在给定情况所允许的量子场空间的更高上同调中。像纠缠这样的概念变得依赖于上同调系数的选择。仍然存在一个不确定原理，即由构造上同调所需的各种系数选择的不相容性给出的原理。这样一来，么正性问题的答案似乎是：确实，么正性被恢复了，正如标准量子力学所要求的那样，但人们仍然需要一个扩展的不确定原理（霍金已经设想过），它在普适系数定理中有一个精确的表述。
2017-03-08 gr-qc hep-th physics.gen-ph
Replica Wormholes and Entanglement Islands in the Karch-Randall Braneworld
本文推导了Karch-Randall膜世界中的量子极值面公式及其几何化，证明Ryu-Takayanagi曲面的拓扑相变对应于膜上复本虫洞的形成，从而给出与幺正性一致的Hawking辐射Page曲线，并推广讨论了高维情况下膜几何满足的Einstein方程及其对引力路径积分的推论。
2024-06-04 gr-qc hep-ph hep-th
Holographic probes of collapsing black holes
我们将继续探索利用规范/引力对应全息解码黑洞内时空几何的方法。为此，我们研究了某些极值表面的行为（集中在那些相关的等时量子化和纠缠熵的双重CFT）在一个动态演化的渐近AdS时空，特别是研究如何深入这样的探针达到。为了突出使系统远离平衡和在有限体积的新效果，我们考虑球对称Vaidya AdS，描述黑洞形成的引力坍缩的空壳，这提供了一个方便的玩具模型的量子淬火在场论。锚定在边界上的极值曲面表现出相当丰富的行为，其特征取决于时空和曲面的维数，以及锚定区域。主要的共同特征是，它们甚至在几何体的坍缩后部分也到达视界内部。在3维时空中，我们发现对于亚AdS大小的黑洞，整个时空都可以通过限制类测地线到达，而在更大的黑洞中，靠近坍缩壳的一个小区域不能通过任何边界锚定测地线到达。在更高维度中，最深的到达是由测地线达到的，测地线（尽管是不对称的）在坍缩后不久连接相等的时间和对映的边界点;这些可以达到任意高曲率的时空区域，同时具有最小的长度。高维曲面可以穿透视界，同时在任意晚的时间锚定在边界上，但有界远离奇点。我们还研究了在热化过程中的长度或面积增长的细节。当极值曲面的面积单调增加时，测地线长度既不是单调的也不是连续的。
2014-03-29 gr-qc hep-th
Falling through the black hole horizon
我们考虑一个小的经典对象的命运，一个“棒”，因为它通过一个大的黑洞（BH）的视界下降。经典的等效原理表明，小的潮汐力会影响棍子，而霍金的BH蒸发量子力学模型基本上做出了相同的预测。另一方面，如果BH视界被“防火墙”包围，那么棒将在下落时被消耗。我们最近扩展了霍金的模型，考虑到量子涨落的几何和经典的反反应的发射粒子。在这里，我们为我们的模型计算施加在下落的棍子上的应变。应变取决于霍金对的近视界状态。我们发现，页面时间后，对的状态偏离最大纠缠显着（所需的幺正性），在我们的半经典模型中的诱导应变仍然是参数小。这是因为解纠缠对的数量在参数上小于BH熵。然而，如果视界附近的解纠缠对的数量是BH熵的数量级，则会出现防火墙，正如文献中先前讨论中隐含的假设。
2015-03-18 gr-qc hep-th
How can we erase states inside a black hole?
我们研究了一个类似于黑洞和霍金辐射的复合系统的纠缠系统。如果霍金辐射可以很好地近似为一个在黑洞周围产生对的出射粒子，那么这种对的产生会增加状态的总数。对于黑洞的蒸发，应该有一个幺正的机制来减少视界内的态数。由于下落的反粒子具有负能量，只要下落的反粒子找到它的伙伴，使得两个粒子形成可分离的状态，人们就可以通过保持幺正性来追踪这样一个零能量系统。在本文中，基于一些玩具模型的计算，我们表明，这样一个单一的跟踪过程，只有在页面时间之前是可能的，而它是不可能的页面时间之后。因此，在Page时间之后，如果我们假设这个过程是么正的，并且霍金对形成一个可分离的态，那么内部的态数将单调增加，这得到了Almheiri-Marolf-Polchinski-Sully（AMPS）论证的支持。此外，霍金粒子不能产生整个系统的随机性，因此，纠缠熵不能达到最大值。基于这些结果，我们修改了剩余图像的Page曲线的正确形式。最重要的结论是：如果我们假设幺正性、半经典量子场论和广义相对论，那么黑洞最迟应该在佩奇时间附近违反贝肯斯坦-霍金熵界;因此，关于残余物的无限产生的论证可能适用于半经典黑洞，这似乎是很有问题的。
2018-11-26 gr-qc hep-th quant-ph
Why Firewalls Need Not Exist
黑洞的防火墙悖论通常被认为表明了么正性和等效原理之间的冲突。我们阐明如何悖论表现为半经典理论的局限性，而不是提出了基本原则之间的冲突。基本理论和半经典理论的两个主要特征解决了这个悖论的两个版本：纠缠和典型性论证。首先，在半经典理论中描述固定黑洞背景上的激发的物理希尔伯特空间比量子引力基本理论中的物理状态数指数地小。其次，除了物理激发的希尔伯特空间，半经典理论还拥有一个非物理的大福克空间，它是由在固定的黑洞背景上的产生和湮灭算符建立的。理解这些特征不仅消除了防火墙的必要性，而且还导致了霍金发射对比对在地平线上创造的新画面。
2016-08-09 gr-qc hep-ph hep-th
It costs nothing to teleport information into a black hole
本文指出，利用黑洞退相干现象，可将量子信息以任意小的能量代价传送进黑洞，不违反广义第二定律和幺正性，且仅当信息被净擦除时才需最小能量。
2025-05-23 gr-qc hep-th quant-ph
