L'orizzonte degli eventi è suddiviso in pixel dell'area di Planck. Questi pixel dell'area di Planck corrispondono alle molecole del buco nero. (Questa immagine è tratta dall'articolo arXiv:1309.0901[gr-qc].) Credito:©Science China Press
Dalla prima rilevazione di onde gravitazionali da parte di LIGO e VIRGO, i buchi neri hanno suscitato ampio dibattito e interesse. Per gli scienziati, i buchi neri svolgono un ruolo unico nel collegare la meccanica quantistica e la relatività generale. La struttura microscopica dei buchi neri è sempre stata un enorme problema per gli scienziati. Un recente studio rivela il mistero microscopico dei buchi neri dal punto di vista della termodinamica.
La carta, intitolato "Potenziale di interazione e termocorrezione dell'equazione di stato per buchi neri anti-de Sitter di Schwarzschild termicamente stabili, " è stato pubblicato in Scienza Cina Fisica, Meccanica e Astronomia . La ricerca è stata completata dal professor Yan-Gang Miao e dal suo dottorato di ricerca. studente Zhen-Ming Xu, Scuola di Fisica, Università di Nankai.
I ricercatori sono molto interessati allo studio dei buchi neri dal punto di vista della termodinamica. Un gran numero di studi ha dimostrato che i buchi neri hanno temperatura ed entropia, e può anche subire transizioni di fase in determinate condizioni. Perciò, è diventato un problema di ricerca urgente per esplorare la microstruttura dei buchi neri.
Nella fase iniziale, la teoria delle stringhe e la teoria del fuzzball erano i candidati più favorevoli per l'esplorazione della struttura microscopica dei buchi neri, in cui i relativi calcoli dipendono o da configurazioni supersimmetriche ed estreme o da altre speculazioni. Più recentemente, il meccanismo microscopico dei buchi neri è stato esplorato dal punto di vista della termodinamica. L'approccio dell'atomo spazio-temporale fornisce una possibile descrizione microscopica della gravità attraverso una legge di equipartizione olografica. Inoltre, La geometria termodinamica di Ruppeiner si occupa delle proprietà macroscopiche dei buchi neri come sistemi termodinamici per estrapolazione dai concetti di ipotesi delle molecole dei buchi neri (Fig.1) e dalle relative densità numeriche.
Il buco nero SAdS nel (Th, Sbh) aereo. Il punto nero corrisponde al buco nero SAdS termicamente stabile con capacità termica positiva a pressione costante CP> 0. Credito:©Science China Press
In questa ricerca, Il metodo della geometria termodinamica di Ruppeiner viene utilizzato per studiare il comportamento microscopico di un buco nero SAdS termicamente stabile (Fig.2). Viene data una spiegazione naturale per il comportamento microscopico del buco nero. "Vediamo che per il buco nero SAdS termodinamicamente stabile, un'interazione attraente domina tra le molecole del buco nero, " scrivono i ricercatori nell'articolo.
Allo stesso tempo, viene proposto per la prima volta il potenziale molecolare di un buco nero SAdS termicamente stabile. Inoltre, sulla base della descrizione del potenziale molecolare proposta, si calcola la termocorrezione all'equazione di stato per buchi neri SAdS termicamente stabili, e si analizza la razionalità del termine di correzione.
"Proponiamo un nuovo tentativo di esplorare i costituenti dei buchi neri in base al tipo di interazione, " hanno spiegato i ricercatori, "e questo metodo può anche essere considerato come un nuovo tentativo di espandere la termodinamica dei buchi neri".
La proposta di "potenziale molecolare" in questa ricerca è di novità e significato. Da una parte, arricchisce il contenuto di ricerca e la profondità della termodinamica dei buchi neri, e d'altra parte, fornisce una nuova prospettiva e metodo per esplorare la microstruttura dei buchi neri.
