8月31日消息,据ScienceDaily 8月30日报道,物理学家在数学上成功刻画了一种奇特的“时空晶体”(spacetime crystal):在仅发生极小能量变化后,该结构要么消散,要么坍缩成微观黑洞。相关突破来自一种涉及无穷多维度的不寻常数学技巧,可能为研究人员提供研究原初黑洞与微观黑洞的新工具。

时空晶体是时间-空间中具有周期性重复结构的新型物态概念,是常规空间晶体概念在时空维度上的推广。对其稳定性的数学刻画需要处理复杂的非线性动力学,而此次研究的巧妙之处在于引入无限维度的数学框架,从而捕捉到该体系在临界能量附近的相变行为——微小能量扰动即可决定结构是消散还是坍缩为黑洞态。

微型黑洞与原初黑洞是当前引力与宇宙学研究的前沿对象:若在大爆炸早期或高能过程中形成,它们可能成为暗物质候选者,也可能是未来高能实验可探测的信号源。对模型体系中黑洞形成的精确数学描述,有助于建立可供检验的理论模板。

该成果属于基础理论物理范畴,但其方法工具——无限维动力学系统的约化与稳定性分析——与凝聚态物理中的非线性现象研究亦有方法论交集。相关论文细节见ScienceDaily原始报道。 (来源:ScienceDaily)