[論文レビュー] Evidence for the Stability of Extremal Black p-Branes

Ruth Gregory, Raymond Laflamme|arXiv (Cornell University)|Oct 7, 1994

Black Holes and Theoretical Physics被引用数 6

ひとこと要約

この論文は、特に非極端な場合に見られるsモード不安定性を分析することにより、極端なブラックp-braneの安定性に関する証拠を提示する。非極端な極限においてはこの不安定性が存在するが、極端な極限においてはその不安定性が消滅することが示され、熱力学的制約、特に第二法則と整合的である。極端なブラックp-braneはゼロエントロピーを有するため、いかなる不安定性もエントロピーの非減少を破るからである。

ABSTRACT

We investigate the stability of the extremal black p-brane which contains a n-form and a dilaton. We show that the instability due to the s-mode, which was present in the uncharged and non-extremal p-brane, disappears in the extreme case. This is shown to be consistent with an entropy argument which shows that the zero entropy of the extremal black hole is approached more rapidly than the zero entropy of the black p-brane, which would mean an instability would violate the second law of thermodynamics.

研究の動機と目的

• n形式ゲージ場およびドリン場を有する極端ブラックp-braneの安定性を調査すること。
• 非極端および中性のp-braneにおいて観察されるsモード不安定性が、極端な場合にも持続するかを特定すること。
• 極端p-braneの安定性が熱力学第二法則と整合的であるかを評価すること。
• 極端ブラックp-braneが摂動モードを介して崩壊しないという理論的証拠を提供すること。

提案手法

• 極端ブラックp-brane背景における線形化摂動の分析。
• 非極端な場合に不安定性を引き起こすと知られているsモード（球対称、最小角運動量）摂動に注目する。
• 有効ポテンシャル法を用いて摂動モードの挙動を研究する。
• 極端ブラックp-braneのエントロピー行動を極端ブラックホールのそれと比較し、熱力学的安定性を推論する。
• 熱力学第二法則の適用により不安定性を反論する：不安定性が生じた場合、エントロピーが減少することになる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 極端ブラックp-braneにおいてsモード不安定性は持続するか？
• RQ2 極端ブラックp-braneのエントロピー変化は、極端ブラックホールのそれとどのように比較できるか？
• RQ3 極端p-braneにおける不安定性の不在は、熱力学第二法則と整合的か？
• RQ4 ドリン場は極端p-brane配置の安定化にどのような役割を果たすか？
• RQ5 完全な非線形解析を伴わずに、熱力学的議論を用いて安定性を推論できるか？

主な発見

• 非極端および中性のp-braneに見られるsモード不安定性は、極端極限では存在しない。
• 極端ブラックp-brane解は、線形化解析において不安定な摂動モードを示さない。
• 極端ブラックp-braneのゼロエントロピーは急速に達成され、熱力学的安定性と整合的である。
• 不安定性の不在は熱力学的に正当化される：いかなる崩壊も熱力学第二法則に反する。
• 極端p-braneのエントロピーが小さな摂動の下で減少しないという事実が、安定性を支持する。
• 結果は、極端p-braneが理論的最終状態として安定であるという点で整合的である。