論文の概要: Stimulated Emission of Radiation and the Black Hole Information Problem

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.13845v1
• Date: Sat, 24 Jun 2023 03:05:48 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-27 18:38:56.110738
• Title: Stimulated Emission of Radiation and the Black Hole Information Problem
• Title（参考訳）: 放射線の励起放出とブラックホール情報問題
• Authors: Christoph Adami (Michigan State University)
• Abstract要約: ブラックホールは自然に放射線を放出するだけでなく、降着物質や放射に反応し、それらの磁場の近似クローンを刺激的に放出する。 私は、刺激された放出がいかにブラックホールをほぼ最適な量子クローニングマシンに変えるかを示します。 ブラックホールの放射線放射の観測可能な結果について推測する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The quantum theory of black holes has opened up a window to study the intersection of general relativity and quantum field theory, but perceived paradoxes concerning the fate of classical information directed at a black hole horizon, as well as concerning the unitarity of the evaporation process, have led researchers to question the very foundations of physics. In this pedagogical review I clarify the ramifications of the fact that black holes not only emit radiation spontaneously, but also respond to infalling matter and radiation by emitting approximate clones of those fields in a stimulated manner. I review early purely statistical arguments based on Einstein's treatment of black bodies, and then show that the Holevo capacity of the black hole (the capacity to transmit classical information through a quantum channel) is always positive. I then show how stimulated emission turns the black hole into an almost optimal quantum cloning machine, and furthermore discuss the capacity of black holes to transmit quantum information. Taking advantage of an analogy between black hole physics and non-linear optics I show that a calculation of the evolution of a black hole over time, using a discretization of the black hole $S$-matrix path integral, yields well-behaved Page curves suggesting that black hole evaporation is unitary. Finally, I speculate about possible observable consequences of stimulated emission of radiation in black holes.
• Abstract（参考訳）: ブラックホールの量子論は一般相対性理論と量子場理論の交点を研究するための窓を開いたが、ブラックホールの地平線に向けられた古典的情報の運命と蒸発過程のユニタリシティに関するパラドックスが認識され、研究者は物理学の真の基礎に疑問を呈するようになった。 本論では、ブラックホールが自然に放射するだけでなく、これらのフィールドの近似クローンを刺激的に放出することで、落下物質や放射線にも反応するという事実の分岐を明らかにする。 アインシュタインのブラックホール処理に基づく初期の純粋に統計的な議論をレビューし、ブラックホールのホレボ容量(古典的な情報を量子チャネルで伝達する能力)が常に正であることを示します。 次に、刺激された放出がブラックホールをほぼ最適な量子クローンマシンにする方法を示し、さらにブラックホールの量子情報伝達能力について論じる。 ブラックホール物理学と非線形光学の類似性を利用すると、ブラックホールの時間経過に伴う進化の計算は、ブラックホールの$s$-matrix経路積分の離散化を用いて、ブラックホール蒸発がユニタリであることを示唆する優れたページ曲線が得られる。 最後に、ブラックホールの放射線放射の観測可能な結果について推測する。

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