淬火手性自旋链中的涌现霍金辐射与量子传感

该研究团队通过一维手性自旋链模型研究霍金辐射(HR)的产生与探测机制,其中引力坍缩过程通过触发视界诱导相变的突变量子淬火进行模拟。虽然前期工作Jaiswal[2025]已证实该模型即使违反霍普猜想时仍能模拟黑洞形成条件,本研究重点关注由此产生的稳态辐射谱及其可探测性。通过将自旋链动力学映射至弯曲(1+1)维时空中的狄拉克费米子,研究人员采用场论模态与量子传感器两种互补方法分析辐射特性: 首先,采用局域化高斯波包模拟实际探测器时,发现辐射谱相对理想普朗克分布存在偏离(类似频率依赖的灰体因子),同时保持标志形成尺度信息丢失的稳健泊松统计特征。其次,通过引入与自旋链耦合的静态Unruh-DeWitt探测量子比特,证明该量子比特仅在弱耦合状态下可作为霍金温度的可靠量子传感器——此时其布居数动力学仅由浴谱密度决定。而在强耦合极限下,探针会与全局环境热化,导致视界诱导的热力学特征被掩盖。这些结果为量子模拟平台中区分真实模拟霍金辐射与环境噪声提供了明确的操作方案。

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提交arXiv: 2026-02-04 14:19

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