讨论:黑洞与纠缠态

新用户注册 | 用户登陆 | 刷新
论坛嘉宾: sage

Bennett


发表文章数: 78
内力值: 133/133
贡献度: 935
人气: 87

学术成员

讨论:黑洞与纠缠态 [文章类型: 原创]

问题一:假定一个EPR对的一个粒子落入黑洞,考虑它在落入黑洞以后,遇到奇点之前——为了避免歧义,干脆讨论刚刚越过视界之后。这个EPR对还是我们通常熟悉的纠缠态系统吗?

首先,单向的关联仍然存在——我们可以认为对EPR对在外界的粒子的测量必然会改变在黑洞内粒子的状态,因为看不出这样为啥不可以,
但是对黑洞内粒子的测量(它肯定是有定义的,众所周知,至少在刚越过视界的时候,该粒子一切正常,没有感受到黑洞内部与外界的任何区别),可能影响到外界子的粒子吗?
如果可以,那时不是意味着黑洞视界不再是单向的了,黑洞内部是有可能影响到外部世界的。众所周知,经典的黑洞视界是绝对单向的,而量子理论则允许黑洞向外发射(霍金辐射),但是,霍金辐射是完全抹去了物质在落入黑洞之前的任何记忆的,是一种全新开始的随机的辐射。而如果上述的EPR关联(从黑洞内部到黑洞外部)仍然存在,那么,这种关联对于黑洞视界的单向性的破坏会远比霍金辐射要严重得多!
所以,我倾向认为对黑洞内粒子的测量不可能影响到外界子的粒子。

如果是这样,一旦其中一个粒子越过黑洞视界,这样一个双粒子系统就不再是我们熟悉的EPR对或者纠缠态了。它的内部关联变成了一种单向的关联,我们以前关于纠缠态的知识必然不能全部适用于它,会需要哪些修改呢?


问题二:假如一个EPR对的一个粒子落入黑洞,那么它必然会遇到奇点而消灭掉,当它消失掉以后,与它纠缠的另一个粒子的状态究竟该如何描述呢?

有师兄说,按照外界粒子的参照系来看,坠入黑洞的粒子遇到奇点的时间是无限长的,因此它永远不会消灭,所以外界粒子的状态也不会改变。

类似的问题我曾经在李淼老师的博客上提过,李老师对第二个问题的想法表示了赞同,没有回答第一个。所以,在这里再次提出,希望大家讨论一下。

发表时间: 2007-06-09, 11:01:00 个人资料

ewgxn


发表文章数: 11
内力值: 71/71
贡献度: 45
人气: 0

Re: 讨论:黑洞与纠缠态 [文章类型: 混合]

掉进黑洞的粒子就不能影响外界了,纯态变成混合态。有人以此来解释黑洞熵,所谓entanglement entropy,参考
L. Bombelli, R.K. Koul, J.H. Lee and R.D. Sorkin, A quantum source of entropy for black holes, Phys. Rev. D 34 (1986) 373.
以及
M. Srednicki, Phys. Rev. Lett. 71, 666 (1993).
gr-qc/9908031.

发表时间: 2007-06-10, 04:24:43 个人资料

Bennett


发表文章数: 78
内力值: 133/133
贡献度: 935
人气: 87

学术成员

Re: ewgxn [文章类型: 原创]

谢谢老兄指点。
不过,我这里下载不到Physical Review D的论文,你有电子版吗?可否发给我一份?谢谢!!

发表时间: 2007-06-10, 06:40:15 个人资料

zyyzsh


发表文章数: 78
内力值: 129/129
贡献度: 450
人气: 56

学术成员

Re: 讨论:黑洞与纠缠态 [文章类型: 原创]

你可以看些专门讲black hole information的文章,以及Black hole complementarity的观点。
像Srednicki以及后续的一些文章,用纠缠熵解释黑洞熵,和你的问题没有直接的关联,这些文章的主体思想是,黑洞内外总体是一个纯态,trace掉视界后面的自由度,得到一个混合态,对混合态你就可以求熵了,再算出个正比面积的,就能拿来解释黑洞熵。这方面工作还是有不少的,因为和你的问题不甚相关,我就不多说了。

i am thrilled by my results for many times,obviously God preserves a way for human to do research

发表时间: 2007-06-10, 07:38:43 个人资料

Bennett


发表文章数: 78
内力值: 133/133
贡献度: 935
人气: 87

学术成员

Re:zyyzsh [文章类型: 原创]

谢谢!我会找来这些论文看看。可惜我不能直接下载Physical Review 和Physical Review Letters的论文,要费点劲去查找了.
lixkyx@yeah.net

发表时间: 2007-06-10, 09:12:21 个人资料

zyyzsh


发表文章数: 78
内力值: 129/129
贡献度: 450
人气: 56

学术成员

Re: 讨论:黑洞与纠缠态 [文章类型: 原创]

直接arxiv和spires吧,够用了。需要时加杂志名检索就行了。

i am thrilled by my results for many times,obviously God preserves a way for human to do research

发表时间: 2007-06-11, 08:02:29 个人资料

Bennett


发表文章数: 78
内力值: 133/133
贡献度: 935
人气: 87

学术成员

个人的一点想法 [文章类型: 原创]

关于一个粒子落入黑洞的EPR对,我有一点想法:

既然从外部粒子的角度看,落入黑洞的粒子实际上是永远冻结在视界上方,它的状态实际上永远不会再改变了。所以,此时相对于外部世界参照系,讨论纠缠,其含义就模糊了,因为纠缠本来的物理意义就是不同粒子之间的非定域关联,而在外部世界参照系里,测量外部的粒子,实际上也根本无法改变落入黑洞的粒子的状态(严格地说,在外部世界参照系里,这是一个冻结的,状态永远不变的粒子),而且,对外部世界参照系来说,对于落入黑洞的粒子已经无法定义任何操作了(包括测量)。因此,我们可以说,纠缠已经不存在了!!

另一方面,从落入黑洞的粒子的参照系看,由于视界的单向性,对它的测量实际上肯定也不会改变外部粒子的状态,但是,在它刚进入视界内时,外部粒子的操作确实可能引起它的状态的改变;这样一来,纠缠变成了单向的关联。

概括起来说,我们可以得出结论:在考虑黑洞的情况下,纠缠是否存在依赖于参照系。在量子信息学的研究里,传统上是把纠缠态的约化冯·诺伊曼熵定义为它的信息的,考虑到上述的分析,可以得出结论,从外部粒子参照系看来,信息确实丢失了。

爱因斯坦说,关于宇宙,最不可理解的就是它是可以理解的.为何宇宙一定要以渺小的地球上的一种渺小的生物能够理解的方式运行呢?这是最大的谜团哦^_^

发表时间: 2007-06-11, 12:07:45 个人资料

Bennett


发表文章数: 78
内力值: 133/133
贡献度: 935
人气: 87

学术成员

[文章类型: 原创]

而如果我们认为信息总量守恒的话,那么,丢失的这一部分信息,一定包含在黑洞本身的熵(信息)中。我想这就是那些讨论黑洞纠缠熵的论文的意思吧。^_^

爱因斯坦说,关于宇宙,最不可理解的就是它是可以理解的.为何宇宙一定要以渺小的地球上的一种渺小的生物能够理解的方式运行呢?这是最大的谜团哦^_^

发表时间: 2007-06-11, 12:16:00 个人资料

zyyzsh


发表文章数: 78
内力值: 129/129
贡献度: 450
人气: 56

学术成员

Re: 讨论:黑洞与纠缠态 [文章类型: 原创]

黑洞信息是个很复杂的事情,各种观点都有,还是要老实读文献,念到后面就是holography principle.
一般来说,有视界就会有温度和熵了,用纠缠熵解释黑洞熵主要还是我们看不到世界后面的东西,所以要trace掉里面的自由度。这个方面不建议你读,思想很简单,也没什么意思,即使在平常的多体系统里trace掉一个区域的自由度,也会得到一个正比面积的纠缠熵,也就是所谓的area law.
认为信息不会丢的一般集中在讨论黑洞的nonlocality的性质,以及认为被黑洞吞掉的信息会在无穷长的information retain time里挥发出来,还有quantum Xerox和black hole complementary之类的,我读没认真读过,听别人讲给我听都忘记了,似乎是两个粒子关联,然后一个进去了,和里面的一个湮灭,然后又怎么样了。

i am thrilled by my results for many times,obviously God preserves a way for human to do research

发表时间: 2007-06-12, 11:22:43 个人资料

ewgxn


发表文章数: 11
内力值: 71/71
贡献度: 45
人气: 0

Re: 讨论:黑洞与纠缠态 [文章类型: 混合]

看看这篇吧,是对话形式,不同观点的争论,挺有意思
Black hole entropy: inside or out?
http://arxiv.org/abs/hep-th/0501103

发表时间: 2007-06-12, 23:46:00 个人资料
您尚未登陆 | 用户登陆