来自首尔科学高中的三名学生在国际现代物理学D杂志上发表了关于黑洞热力学的论文。这一成就对于没有大学或外部机构支持的高中生研究者来说极为罕见。
这篇题为《来自场方程的黑洞热力学无约束公式》的论文,探讨了黑洞热力学与引力场方程之间的关系。
校方表示,从场方程中推导黑洞的热力学第一定律长期以来一直是物理学中的一个挑战。
之前的研究主要集中在考虑黑洞体积的同时,对外部事件视界的变化的分析。这一框架使得将相同方法应用于更复杂的黑洞(包括具有内外两个事件视界的旋转或带电黑洞)变得困难。
外部事件视界是时空中的边界,越过此边界后引力变得如此强烈,以至于没有任何东西,包括光,能够逃脱。
内部事件视界是某些旋转或带电黑洞内部的一个理论边界。
学生研究者提出了一种新方法,即在场方程中引入熵的变化,而不是体积的变化。该论文指出,因为熵可以反映内外视界的信息,所以可以更自然地推导出更通用类型黑洞和更高阶引力理论中的热力学第一定律。
校方表示,这一发现可以为扩展涌现引力理论提供理论支持,该理论认为引力不是一种基本的自然力,而是一种热力学现象。
这项研究源于学校的常规课程和研究项目。
这三名学生——安建宇、裴一真和张根英——去年在物理老师权龙俊的指导下参与了这项研究。
他们三人已于今年二月毕业。
他们通过学校的研究和教育项目、毕业论文轨道以及创造性融合讲座开发了他们的研究课题。
该论文于1月提交,6月发表。
据校方报道,论文审稿人对该工作给予了高度评价,称赞高中生能够进行如此复杂的研究“令人印象深刻”。
权龙俊表示:“学生的求知欲和热情通过学校的系统课程和对研究活动的支持结出了果实。”
裴一真和张根英表示,将简单的好奇心转化为在国际学术期刊上发表论文的过程既充满挑战又令人兴奋。
他们说:“我们通过直接参与克服黑洞热力学先前研究的局限并增加新解释的过程,获得了宝贵的经验。”
(来源:韩国先驱报 / The Nation 编辑团队)
