2020-04-17 （Comments on magnetic

今天组织了一次Journal club，讨论了这篇比较有意思的文章：“Comments on magnetic black hole”。前天看到这篇文章后，花了点时间，把物理图像理解清楚，做了一点思维体操。今天和大家一起讨论，陈老师也给出了很多的comments。其中一个比较关键的是，目前文章里的讨论都是基于monopole还有一般弱电真空的结论的类比。这里黑洞提供的时空背景还没有被严格的考虑进去，虽然图像上我们可以想象是正确的，但是还是需要一些具体和仔细的计算才行。

我最喜欢还是弱电真空以及弱电日冕的概念。考虑弱电理论，这里面有两个scales, 一个是W boson的质量，一个是Higgs boson的质量。
在离黑洞比较远的时候，磁场的强度比较弱，所以我们看到就是弱电破缺后我们常见的的真空态。随着我们靠近黑洞，磁场越来越强，但其到达W boson的质量^2的时候，计算W boson的朗道能级最低态会发现，这时候W boson的能量开始变为虚数，也就是说，这时候W boson的真空态变得不再稳定，会发生了W boson 的 凝聚 （这里是类比了tackyon condensation），产生W boson vertex。这些vertex 会逐渐屏蔽 SU(2) gauge field，U(1) hypercharge 场强开始dominate。越靠近黑洞，磁场越强，vertex 也越多。SU(2) 场强越少，U(1) hypercharge 场强越强，而Higgs boson 是带有hypercharge的，所以Higgs boson会被逐渐踢出Maxican hat的势井。当场强达到Higgs boson的scale的时候，Higgs boson 被完全踢出，Higgs的真空期望为0，也就不再有对称性自发破缺，我们就处在了一个弱电真空态，所有的粒子都无质量的，并且具有整个SU(2) * U(1) 的规范对称。所以可以把磁荷黑洞的外面从里到外分成3层：对称的弱电真空--> 对称开始破缺，W-boson vertex polulated 的弱电日冕-->对称性完全破缺的我们常见的电磁真空。（类比于 超导体，通入磁场后会在超导体里形成vertex, 然后继续通入磁场，最后超导体被破坏。）

在弱电日冕里面的低能费米子只会沿着磁场的方向移动，所以他们被局限在vertex 里面，所以等效的，我们有了一些1+1维的有效费米场。这些场的zero modes 的个数与场强成正比。因为有了这些而外的light modes，磁荷黑洞的霍金辐射会有一个加强！

以上只是理论的分析，至于这样的黑洞在自然界存不存在，我们还有找到可以形成这样黑洞的机制。
此外，如果这样的黑洞存在，我们怎么从天文的数据中找到他们？

当然我们还可以问更多的一些问题。这篇文章算是打开了一个新的领域，或者说让我们更好地重新理解磁荷黑洞。