¿Lo que ' s el problema con la evaporación del agujero negro?

Question

Evaporación del agujero negro no es unitario, ya que tiene un estado puro a un estado mixto. Por otra parte, procesos de decaimiento ordinario en mecánicos del quántum no parecen muy unitarios cualquiera. (Por ejemplo, si yo supiera que mi estado final es una distribución de Breit-Wigner, no creo en general es posible para reconstruir el estado inicial.) ¿De qué manera son decae más unitario que evaporación de BH?

Answer 1

Por otro lado, ordinario de los procesos de deterioro en la Mecánica Cuántica no parecen muy unitaria.

No, los procesos de deterioro son perfectamente unitario. Sin embargo, se enredan de la descomposición del objeto y el medio ambiente, por lo que no se puede recuperar el estado midiendo el objeto o el medio ambiente.

Como un simple ejemplo, considere un átomo de la tierra y de los estados excitados $|g\rangle$ e $|e \rangle$, dentro de una cavidad que puede tener $|0 \rangle$ o $|1 \rangle$ fotones en él, en frecuencia $\omega = (E_e - E_g)/\hbar$. La parte de la Hamiltoniana responsable de la desintegración de $$H_{\text{int}} = \alpha |1g \rangle \langle 0e | + \text{h.c.}$$ y la evolución es perfectamente unitario. Por ejemplo, a partir del estado de $|e0 \rangle$ uno sin problemas se convierte en una superposición de $|e0 \rangle$ e $|g1 \rangle$. La descripción de otros cuántica de los procesos de deterioro es similar, excepto que el medio ambiente va a tener más grados de libertad. El estado es pura en todo momento.

En qué forma se desintegra más unitaria que la BH de la evaporación?

En el estándar semiclásica de la derivación de la radiación de Hawking (que no se ve a todos como encontrar a $H_{\text{int}}$ anterior) uno encuentra que el espectro de emisión es exactamente térmica. Así que cuando el agujero negro se evapora completamente, te dejan con la térmica grados de libertad, que corresponden a un estado mixto. Ese es el rompecabezas.