Thesis:

Análisis del espectro de emisión de la evaporación de un agujero negro de Schwarzschild

Un agujero negro de Schwarzschild tiene una temperatura de Hawking inversamente proporcional a su masa. De este modo, los agujeros negros se evaporan a una tasa creciente que disminuye su masa y aumenta su temperatura. A pesar de las propiedades termodinámicas de los agujeros negros, el espectro observado por un observador distante difiere del de un cuerpo negro ideal a causa de los denominados factores de cuerpo gris. En consecuencia, su consideración es necesaria para obtener el espectro resultante y para estudiar fuentes actuales de rayos gamma que puedan tener un origen debido a este fenómeno. No obstante, la presencia de dichos factores plantea interrogantes sobre la verdadera naturaleza térmica del espectro y del mismo agujero negro.En este trabajo investigamos el espectro de emisión de un agujero negro de Schwarzschild usando la teoría cuántica de campos en espacios curvos. Analizamos los factores de cuerpo gris que dan a lugar a las desviaciones con respecto a un cuerpo negro y estudiamos los efectos en el espectro de diferentes especies no masivas, con particular énfasis a partículas escalares y vectoriales. Adicionalmente, mediante un análisis semiclásico, se estudia el rol de los efectos dispersivos en la determinación del espectro térmico y se determina el tamaño efectivo como fuente emisora.

A Schwarzschild black hole has a Hawking temperature that is inversely proportional to its mass. Thus, black holes evaporate at an increasing rate that decreases their mass and increases their temperature. Despite the thermodynamic properties of black holes, the spectrum observed by a distant observer differs from that of an ideal black body because of so-called gray body factors. Consequently, their consideration is necessary to obtain the resulting spectrum and to study current sources of gamma rays that may have an origin due to this phenomenon. However, the presence of these factors raises questions about the true thermal nature of the spectrum and of the black hole itself. In this work, we investigate the emission spectrum of a Schwarzschild black hole using quantum field theory in curved spaces. We analyze the gray body factors that give rise to deviations from a black body and study the effects on the spectrum of different non-massive species, with particular emphasis on scalar and vector particles. Additionally, through a semi-classical analysis, we study the role of dispersive effects in determining the thermal spectrum and determine the effective size as an emitting source.