The Meissner effect for weakly isolated horizons
黑洞是描述恒星演化终态的重要天体物理对象，是观测的重要对象。理论预测高自旋克尔黑洞会驱逐磁场。然而，克尔黑洞是纯真空的解决方案，其中不包括吸积盘，另外以前的调查主要限于弱磁场。我们第一次在完整的广义相对论中证明了一般的快速旋转的黑洞，包括那些被吸积盘变形的黑洞，仍然会排出甚至很强的磁场。类似于超导体的类似性质，这被称为迈斯纳效应。
2017-02-20 gr-qc
Weakly Isolated Horizons: $3+1$ decomposition and canonical formulations in self-dual variables
孤立视界的概念在引力物理学中扮演了重要的角色，从描述黑洞合并的终点到（量子）黑洞熵都很有用。特别是，{ \it weakly} isolated horizons（WIH）作为事件视界的准局部推广的定义是纯几何的，并且与描述引力场所用的变量无关。在这里，我们考虑一个典型的分解广义相对论的连接和Vierbein变量从一阶行动。在这种方法中，关于存在（弱）孤立视界的信息是通过一组边界条件的内部边界的时空区域的考虑。对于自对偶作用，我们采用了具有边界区域的狄拉克算法的推广。虽然处理有边界的规范理论的形式是明确的，但边界上动力学变量的选择却不是。我们探索这种自由，并考虑不同的规范制定的非旋转黑洞定义的WIH。我们表明，无论是视界自由度和能量的概念与视界是不是唯一的，即使描述可能是自洽的。这代表了以前的工作在孤立的视野，无论是在探索这种自由和视野类型的考虑。我们评论以前的结果发现在文献中。
2022-09-23 gr-qc hep-th math-ph
Mechanics of Isolated Horizons in Scalar-Tensor Theories
基于带Immirzi参数的标量张量理论的一阶作用量，利用协变相空间方法导出了以弱孤立视界为内边界的时空的辛形式.得到了具有旋转对称性的弱孤立视界的热力学热力学第一定律。结果表明，孤立视界的角动量表达式中出现了Immirzi参数，而标量场对视界熵有贡献。
2020-07-06 gr-qc
Weakly Isolated Horizons: First order actions and gauge symmetries
孤立视界在引力物理学中扮演着重要的角色，从黑洞合并终点的表征到黑洞熵。着眼于一个规范的公式，我们考虑广义相对论的一阶形式。我们关注两个问题：i）内部规范自由度在作用量原理的相容表述中的作用; ii）3+1分解在允许的内部规范中的作用。我们澄清了如何适定的变分原理兼容一般弱孤立视界（WIHs）的要求，导致部分规范固定在一阶描述以前在文献中使用。我们考虑Palatini行动与霍尔斯特扩展，在地平线上有和没有边界项。我们表明，完整的配置空间-没有规范固定-，Palatini行动是可微的，没有额外的表面条款在WIH边界，但更一般的霍尔斯特行动不是。一个表面项在地平线上-这使得渐近平坦配置的作用可微-使霍尔斯特作用可微，但只有当一个限制配置空间和部分减少内部洛伦兹规范。对于第二个问题，我们表明，在执行3+1分解和施加的时间规范，有一个进一步的规范减少的哈密尔顿理论在Ashtekar-Barbero变量的$U(1)$ -规范理论的地平线上。我们表明，即使当霍尔斯特行动是可微的，没有额外的表面条款或任何规范固定为I型球对称（强）孤立的地平线-和一个首选的叶理-，这一结果不通过更一般的孤立或弱孤立的地平线。我们的研究结果代表了对这些问题的第一次全面研究，并澄清了文献中发现的一些相互矛盾的说法。
2016-12-05 gr-qc
Laws of Black Hole Mechanics from Holst Action
在黑洞视界孤立视界公式的基础上，重新考虑了弱孤立视界公式。本文第一部分是关于WIH力学定律的推导。虽然第零定律遵循WIH边界条件，但第一定律取决于所选择的动作。我们构造了一个时空的协变相空间，该时空具有WIH作为Holst作用的内边界。这就需要引入新的势函数，使辛结构与叶理无关。我们表明，一个精确的各种条款之间的取消导致通常的第一定律WIH。随后，我们从相同的协变相空间证明，对于球面视界，内边界上的拓扑理论是U（1）Chern-Simons理论。
2009-02-10 gr-qc hep-th
Kerr-Newman black hole in the formalism of isolated horizons
平衡状态下一般黑洞的近视界几何可以方便地用弱孤立视界的形式主义以类邦迪展开式（Krishnan B，Class.\量子引力29，205006，2012）。虽然Kerr-Newman黑洞的内禀几何在弱孤立视界框架下得到了广泛的研究，但Krishnan所采用的Bondi类系统的视界外描述还没有被研究。我们扩展Krishnan的工作，明确的，非微扰建设的邦迪四分体在完整的Kerr-Newman时空。也就是说，我们构造了Bondi型四分体，它沿着一个横截于视界的无扭零测地线汇传播，并提供了与这个四分体相关的所有Newman-Penrose标量。这项工作完成了对弱孤立视界形式的克尔-纽曼时空的描述，是研究变形黑洞的起点。
2017-09-26 gr-qc
Geometry of Generic Isolated Horizons
分析了非膨胀、弱孤立和孤立视界固有的几何结构，并将其与广义相对论中其他背景下出现的结构进行了比较，例如，在零无穷大。特别是，我们详细解决的问题，挑出来的首选法线在各种应用程序中所需的这些视野。这项工作提供了强大的工具，提取不变的，物理信息的数值模拟的近地平线，强场几何。虽然它补充了以前的弱孤立层力学定律的分析，但并不假设这些结果的先验知识。
2002-01-28 gr-qc
Null Infinity as a Weakly Isolated Horizon
本研究证明类光无穷远是共形完备化中的弱孤立视界（WIH），推导其性质源于WIH框架，解释了其与黑洞WIH的物理差异根源，为统一研究视界动力学与无穷远波形及量子引力黑洞蒸发分析提供了基础。
2024-07-04 gr-qc hep-th math-ph
Non- minimally Coupled Scalar Fields, Holst Action and Black Hole Mechanics
本文将弱孤立视界（WIH）公式推广到非最小耦合Holst作用量。在第一部分中，我们引入了Holst作用量的非最小标量耦合，并构造了该理论的协变相空间。利用协变相空间，我们证明了黑洞力学定律，并证明了在规范固定下，视界上的辛结构退化为U（1）Chern-Simons理论的辛结构。本文证明了陈-西蒙斯理论的能级依赖于非最小耦合的标量场。
2009-09-05 gr-qc hep-th
Gravitational radiation of generic isolated horizons
从零无限和视界的相似性出发，我们给出了如何在一般孤立视界附近建立适当的标架。利用渐近展开和参考自旋标架研究了一般孤立视界附近的引力辐射，发现在非膨胀视界上出现了新函数。我们还证明了在弱孤立视界上表面引力是常数。通过渐近展开得到了一般孤立视界允许引力辐射的相应守恒量和相应的渐近对称群。
2008-07-16 gr-qc
Radiation from quantum weakly dynamical horizons in LQG
利用Ghosh和Perez最近对孤立视界的理论研究，我们给出了巨正则系综中平衡态附近孤立视界的统计力学分析。通过匹配描述的动力学阶段弱动力学的视野与这个本地的统计框架，我们引入了一个概念的温度在当地的表面重力。这进一步支持了仅从物理角度恢复半经典面积定律。此外，它使我们能够研究视界附近的LQG动力学产生的辐射过程，提供了一个量子引力描述的视界蒸发。对于大的黑洞，我们得到的光谱呈现出一种离散的结构，这种结构可能是潜在的可观察的，甚至在包含所有相关的过渡线之后也可能被保留。
2012-04-03 gr-qc
The spacetime in the neighborhood of a general isolated black hole
我们在一般孤立的、旋转的、带电的黑洞附近构造时空。将黑洞模型化为弱孤立视界，并采用以视界为内边界的爱因斯坦方程的特征初值形式。通过求解Newman-Penrose形式的特征场方程，将时空度规和其他几何场在远离视界的径向坐标系中展开成幂级数。这是第一个在一系列的文件，调查近地平线的几何形状和它的物理应用，使用孤立的地平线框架。
2012-04-19 gr-qc
Supersymmetric isolated horizons
在所有（奇）$D\geq5$维下，构造了Einstein-Maxwell-Chern-Simons理论中旋转弱孤立视界的协变相空间.特别是，我们表明，相应的相空间上的视界满足黑洞力学的第零和第一定律。我们证明了在四维（当去掉陈-西蒙斯项时）和五维中孤立视界上的Killing旋量的存在要求视界上的诱导（法向）联系必须为零，这反过来又意味着表面引力和旋转的一种形式为零。这意味着视界角动量的引力分量为零，而电磁分量（归因于体辐射场）不受约束。由此可见，孤立视界只有当它是极值的且不旋转时才是超对称的。这些视界的一个显著性质是，Killing旋量只需要存在于视界本身。它不一定存在于地平线之外。此外，我们发现，当视界的表面引力为零时的极限提供了一个拓扑约束。具体地说，当主能量条件满足且宇宙学常数$Λ$为零或正值时，视界横截面的标量曲率的积分必须为正，特别是排除了超对称孤立视界的环面拓扑（除非$Λ<0$）当且仅当应力-能量张量$T_{ab}$的形式是，对于任何两个零矢量$\ell$和$n$，$T_{ab}\ell^{a}n^{b}=0$具有在视界上的归一化$\ell_{a}n^{a}=-1$。
2008-04-11 gr-qc hep-th
Covariant Measures of Non-Markovianity in Curved Spacetime
Indian Institute of Technology Kharagpur（印度理工学院卡拉格普尔分校）
该研究提出了一种共变框架，用于在弯曲时空中的开放量子动力学，通过多时间量子过程度量非马尔可夫性，揭示了时空曲率、视界和加速度对量子记忆的影响。
2026-02-03 gr-qc hep-th
Isolated Horizons and Black Hole Entropy in Loop Quantum Gravity
基于孤立视界下黑洞的准定域定义，在圈量子引力框架下对黑洞熵的计算进行了综述.我们利用协变相空间框架，在守恒辛结构中出现了对应于视界上的Chern-Simons理论的边界项，并给出了它在U（1）规范固定和完全SU（2）不变两种情况下的量子化.然后，我们描述的边界自由度计数技术开发的无限值的陈-西蒙斯水平的情况下，不太严格，有限值的情况下。这使我们能够在U（1）和SU（2）方法之间进行比较，并提供对它们的共同特征和熵计算的不同含义的最新分析。特别是，我们评论的地平线自由度的性质和所发挥的作用的Barbero-Immirzi参数的不同观点。最后，我们提出了一些最新的结果可能的观测测试的理论。
2012-08-01 gr-qc
Isolated horizons in higher-dimensional Einstein-Gauss-Bonnet gravity
孤立视界框架的引入是为了提供一个局部的描述，黑洞是在平衡与他们的（可能是动态的）环境。在过去的几年中，该框架已被扩展到包括D=4维的物质场（介子，杨米尔斯等）和$D\geq3$维的宇宙学常数。在这篇文章中，我们提出了一个进一步的扩展框架，包括在高维爱因斯坦-高斯-邦纳（EGB）引力黑洞。特别是，我们构造了一个协变相空间的EGB引力在任意尺寸，使我们能够推导出第一定律。我们发现弱孤立非旋转视界的熵由$\mathcal{S}=(1/4G_{D})\oint_{S^{D-2}}\bm{\tildeε}(1+2α\mathcal{R})$给出。在这个表达式中，$S^{D-2}$是具有面积形式$\bm{\tildeε}$和Ricci标量$\mathcal{R}$的视界的$(D-2)$维横截面，$G_{D}$是$D$维牛顿常数，而$α$是高斯-邦内参数。视界熵的表达式与欧几里德和Noether电荷方法所预言的一致。因此，我们将孤立视界框架扩展到爱因斯坦引力之外。
2007-06-13 gr-qc
Isolated Horizons in 2+1 Gravity
利用高维引力理论的思想，在2+1维空间中引入非膨胀、弱孤立和孤立视界，并进行了分析。虽然基本的定义可以直接从更高的维度中继承，但由于2+1维度的特殊性，它们的结果有些不同。尽管如此，在更高的维度，我们能够：i）详细分析视界几何; ii）使用几何方法引入孤立视界的质量，电荷和角动量的概念; iii）推广黑洞力学的第零和第一定律。哈密顿方法还首次提供了带电旋转黑洞的总角动量和质量的表达式，以及它们与视界上定义的类似量的关系。我们还构造了2+1维Newman-Penrose框架的类似物，这在2+1维引力的各种问题中应该是有用的。
2003-04-28 gr-qc
Null infinity as $SU(2)$ Chern-Simons theories and its quantization
本文利用弱孤立视界量子化框架，将未来零无穷远视为两个相反能级SU(2) Chern-Simons理论之和，通过计数微观态计算熵，得到与截面面积成正比的结果，与普适熵公式一致。
2025-08-06 gr-qc
Relating spin-foam to canonical loop quantum gravity by graphical calculus
将图演算方法推广到研究圈量子引力的协变动力学与正则动力学之间的关系。一方面，给出了广义Euclidean Engle-Pereira-Rovelli-Livine（EPRL）自旋泡沫模型的配分函数的图解推导。另一方面，用图解法计算了欧氏哈密顿约束算符对某些自旋网络态的作用。结果表明，EPRL模型可以提供一个索具映射，使得对于Immirzi参数$β=1$，在某些物理状态下弱满足Hamilton约束算子。在这个意义上，协变和正则公式之间的量子动力学是相互一致的。
2021-08-14 gr-qc
Strongly Hyperbolic Extensions of the ADM Hamiltonian
广义相对论的ADM哈密顿公式是一个弱双曲型偏微分方程组。一般来说，弱双曲方程组在数学上不是适定的。对于适定性，理论应该重新表述，使得完整的系统，演化方程加上规范条件，是（至少）强双曲的。传统上，重新制定已进行的运动方程的水平。这通常会破坏理论的变分和哈密顿结构。在这里，我表明，一个可以扩展的ADM形式主义（i）纳入规范条件的动力学方程和（ii）影响双曲的完整系统，同时保持一个哈密顿描述。扩展的ADM公式被用来获得爱因斯坦理论的强双曲哈密顿描述，该描述在空间同态和时间重参数化下通常是协变的，并且具有物理特性。具有1+log切片和gamma-driver移位条件的扩展Hamilton公式是弱双曲的。
2008-07-10 gr-qc
The Meissner Effect for axially symmetric charged black holes
在我们以前的工作[N。Gürlebeck，M. Scholtz，Phys. Rev. D 95 064010（2017）]，我们已经证明了电场和磁场是从极端的、静止的和轴对称的不带电黑洞的视界中排出的;这被称为黑洞的迈斯纳效应。在这里，我们将这个结果推广到几个方向。首先，我们允许黑洞带有电荷，这需要推广迈斯纳效应的定义。接下来，我们引入几乎孤立视界的概念，它比通常的孤立视界的概念弱，因为前者的几何不一定完全与时间无关。此外，我们允许视界被弦穿透，从而违反了弱孤立视界定义中关于球面拓扑的通常假设。最后，我们详细说明了所有的假设进入证明，并表明，迈斯纳效应是一个固有的属性的黑洞，即使在完全非线性理论。
2018-02-15 gr-qc
Towards Relativistic Atomic Physics. I. The Rest-Frame Instant Form of Dynamics and a Canonical Transformation for a System of Charged Particles plus the Electro-Magnetic Field
本文对任意孤立系（粒子、场、弦、流体）的拉格朗日描述的静止-框架瞬时形式的动力学作了全面的阐述。出发点是参数化的闵可夫斯基理论描述的系统在任意允许的非惯性系中的闵可夫斯基时空，它允许一个定义的能量动量张量的系统，并显示独立的时钟同步公约和选择的3坐标的描述。在惯性静止系中，孤立系被看作是一个解耦的非协变的正则外质心，带有极-偶极结构（不变质量$M$和系统的静止自旋${\vec {\bar S}}$）和庞加莱群的外部实现。然后，研究了辐射规范中正能带电标量粒子与任意磁场的孤立系作为定义相对论原子物理学的经典背景。粒子的电荷是格拉斯曼值，以正则化自能。明确给出了静止坐标系的条件和它们的规范固定（消除内部3-质心所需的）。它表明，有一个正则变换，它允许一个描述的孤立系作为一组库仑打扮带电粒子通过库仑加达尔文势加自由横向辐射场相互作用：这两个子系统是没有相互作用，只有通过静止框架条件和消除内部3-质心的互连。因此，在这个具有固定数量粒子的框架中，至少在经典水平上，有一条脱离哈格定理的道路。
2008-11-05 astro-ph gr-qc hep-th
