[논문 리뷰] Thermodynamic of the charged accelerating AdS black hole: P-V critical and Joule-Thomson expansion

Yaling Huang, Sen Guo|arXiv (Cornell University)|2020. 09. 20.

Black Holes and Theoretical Physics인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 확장된 상공간에서 전하를 띤 가속하는 반데시타-시러스(AdS) 블랙홀의 열역학적 거동을 조사하며, 그들의 상태방정식을 유도하고 P-V 임계점 및 줄리-톰슨 팽창을 분석한다. 이는 비르-바우르스-유사 임계 행동을 보이며 동일한 임계 지수와 큰/작은 블랙홀 상전이를 보이며, 이는 전하량이 증가함에 따라 역전 온도가 증가하고 가속도 파라미터가 증가함에 따라 감소함을 보여주지만, 최소 역전 온도와 임계 온도의 비율은 가속도에 관계없이 항상 0.5로 일관되게 유지된다.

ABSTRACT

In this paper, we study the thermodynamic of the charged accelerating AdS black hole in the extended phase space. Firstly, the thermodynamic quantities are derived and the state equation is obtained for this black hole. Through the investigate to the critical behavior, which shown that the charged accelerating AdS black hole as thermodynamic system is similar to the van der Waals system. The two systems share same critical exponents, and the black hole system also show that the large/small black hole phase transition. Then, we derive the inversion temperature of this black hole and plot the inversion and isenthalpic curves in the T-P plane. We find that the inversion temperature for a given pressure increases with $e$, and the acceleration parameter has the opposite effect, which the inversion curves decreases gradually with the the increases of $a$. Finally, we investigate the influence of acceleration parameter on isenthalpic curves, and obtain the ration between the minimum inversion temperature and critical temperature also is 0.5, which also means that the acceleration parameter has no effect on this universal ratio.

연구 동기 및 목표

• 확장된 상공간에서 전하를 띤 가속하는 AdS 블랙홀의 열역학적 성질을 분석하기 위해.
• 이 시스템이 비르-바우르스 시스템과 유사한 임계 행동을 보이는지 조사하기 위해.
• 역전 및 등엔트로피 곡선을 포함한 줄리-톰슨 팽창 행동을 결정하기 위해.
• 가속도 파라미터와 전하량이 열역학적 과정에 미치는 영향을 검토하기 위해.

제안 방법

• 전하를 띤 가속하는 AdS 블랙홀의 열역학적 양들과 상태방정식을 유도하기 위해.
• 비르-바우르스 유사성에 기반한 임계 행동 분석을 통해 임계 지수와 상전이 특성 등을 포함한 임계 행동을 분석하기 위해.
• T-P 평면에서의 역전 온도 계산 및 역전 곡선과 등엔트로피 곡선의 구축을 위해.
• 전하량 $e$와 가속도 파라미터 $a$가 역전 곡선과 등엔트로피 곡선에 미치는 영향을 수치적으로 조사하기 위해.
• 최소 역전 온도와 임계 온도의 비율을 계산하여 보편성 여부를 평가하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 전하를 띤 가속하는 AdS 블랙홀은 비르-바우르스 시스템과 유사한 P-V 임계점을 보이는가?
• RQ2 전하량 $e$와 가속도 파라미터 $a$는 역전 온도와 줄리-톰슨 팽창에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ3 이 블랙홀 시스템의 등엔트로피 곡선은 T-P 평면에서 어떻게 행동하는가?
• RQ4 최소 역전 온도와 임계 온도의 비율은 가속도 파라미터에 영향을 받지 않고 보편적인가?

주요 결과

• 전하를 띤 가속하는 AdS 블랙홀은 비르-바우르스 시스템과 동일한 임계 지수를 가진 P-V 임계점을 보인다.
• 이 시스템은 액체-기체 전이와 유사한 큰/작은 블랙홀 상전이를 겪는다.
• 일정한 압력에서, 역전 온도는 전하량 $e$가 증가함에 따라 증가한다.
• 역전 곡선은 가속도 파라미터 $a$가 증가함에 따라 감소하여 억제 효과를 나타낸다.
• 최소 역전 온도와 임계 온도의 비율은 정확히 0.5이며, 가속도 파라미터에 관계없이 일관되게 유지되어 보편성을 나타낸다.