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高阶引力修正下AdS黑洞的热力学性质及其相关问题研究

批准号:
12075143
项目类别:
面上项目
资助金额:
50.0 万元
负责人:
李怀繁
依托单位:
学科分类:
相对论、引力与宇宙学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
李怀繁

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
AdS时空黑洞具有丰富的相结构与热力学性质,同时AdS/CFT对偶作为研究强耦合凝聚态系统的有力工具,使得AdS时空黑洞热力学及其相关问题的研究备受关注。本项目拟在已有工作基础上,围绕AdS时空黑洞开展以下工作:利用等面积定律和相变理论对高阶引力背景下AdS黑洞相结构和临界热力学行为进行深入研究;利用二流体模型对黑洞微观结构以及黑洞分子的实质进行探讨;利用AdS时空黑洞构建强耦合凝聚态系统拓扑超导体的全息模型,对反作用、磁场作用下拓扑超导体组成的约瑟夫森结界面处的无耗散边界电流等效应进行深入研究;考虑在高阶引力修正下手征无耗散边界电流的相关特性以及普适关系。项目的开展有助于加深对AdS时空黑洞热力学性质及黑洞熵本质的理解,为量子引力理论的建立提供理论支持,也会为理解强耦合凝聚态系统提供有力的帮助。
英文摘要
The AdS spacetime black holes have abundant phase structures,and AdS/CFT duality is a powerful tool for the study of strongly coupled condensed matter systems,and asymptotically As a result, the research on the thermodynamics of AdS space-time black hole and its related problems has attracted much attention. Based on the existing work, the following research topics will be carried out around AdS space-time black hole. We will study that the phase structure and critical thermodynamic behavior of AdS black hole under high order gravity by using the laws of equal area and the theory of phase transition. We will investigate the black hole microstructure and the black hole molecules by using the two-fluid model. Using AdS space-time black hole we will construct the holographic model of topological superconductor in a strongly coupled condensed matter system. We will study the chrial edge currents and the physical properties of the topological Josephson junctions by considering the backreaction to the metric background and the added magnetic field. Considering the effect of higher curvature, we will study the physical properties of the topological Josephson junctions and the properties of spontaneously generated edge currents. The implementation of the project will help to further understand the thermodynamics of AdS space-time black holes and the nature of black hole entropy, provide theoretical support for the establishment of quantum gravity theory, and deepen the understanding of strongly coupled condensed matter systems.
黑洞本质上是一个宏观量子系统,其热力学性质与普通热力学体系具有很强的相似性,视界熵、温度等热力学量满足与普通热力学体系类似的热力学定律。AdS时空黑洞具有丰富的相结构与热力学性质,同时AdS/CFT对偶作为研究强耦合凝聚态系统的有力工具,使得AdS时空黑洞热力学及其相关问题的研究备受关注。.围绕研究目标,我们研究了Horava-Lifshitz(HL)引力理论和有质量的引力理论中的AdS黑洞的热力学相结构,结果发现HL-AdS黑洞的相变取决于该黑洞视界面上的压力,有质量引力理论中的AdS黑洞具有类范德瓦尔斯系统的相结构;对于Einstein引力与Yang-Mills规范场指数耦合时的AdS黑洞,分别探究了其临界行为、相应的热力学相结构、动力学相变以及相关的光学性质,并从微观结构的角度给出了其相变的物理解释,同时也给出了系统相变时对应的光学现象。其次,对于嵌有黑洞的dS时空,通过将黑洞视界与宇宙视界之间的时空视为一等效热力学系统,考虑两视界之间的相互作用,并结合热力学第一定律,给出了不同引力理论框架下dS时空的等效热力学参量、Hawking-Page相变、连续相变以及对应的微观结构;基于等效热力学参量探究了dS时空的肖特基效应和熵力,并与普通热力学系统作对比,从而估算出了对系统热容有贡献的最大微观状态数目以及给出了宇宙加速膨胀的物理解释。最后,通过规范引力对偶探讨了具有弱连接(即SSS约瑟夫森结)的超流环在动力学相变过程中拓扑缺陷(缠绕数)的生成。通过设置约瑟夫森结的不同参数(宽度、陡峭度、深度)和淬火的最终温度,呈现了对偶场论中电荷密度和序参量的各种性质。.研究表明AdS黑洞存在区别于普通热力学系统的热力学特性,项目的开展进一步验证了AdS黑洞热力学性质相关结论的普适性。利用引力规范对偶来研究强耦合的非平衡态相变中拓扑缺陷的生成机制,为实验上制备比较纯净的强耦合超导材料提供了理论依据。.在此项目资助下,项目负责人及课题组成员先后发表论文22篇,并在国内外学术会议上共做报告6人次。项目主要成果作为创新点用来申请并获2023年度山西省自然科学奖二等奖。
AdS/CFT对应在凝聚态物理中的应用
  • 批准号:
    11205097
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    李怀繁
  • 依托单位:
国内基金
海外基金