带整体单极子黑洞背景下纠缠熵的相变

在带整体单极子黑洞背景下,研究了热力学熵和纠缠熵的相变.结果表明,在熵-温度平面,热力学熵与纠缠熵具有完全类似的相结构.当黑洞电荷很小时,相变是一阶相变;当电荷增大到临界电荷时,相变是二阶相变.对于热力学熵和纠缠熵的一阶相变,发现麦克斯韦的等面积法则始终成立,对于热力学熵和纠缠熵的二阶相变,得到了相变点附近热容的临界指数,这一值和平均场论得到的值近似相等.     

三维爱因斯坦-标量引力的黑洞解

构造了一个简单的三维爱因斯坦-标量引力, 并找到了它在标量场?=2αφ(α为常数)这种情况下的黑洞解. 分析发现此黑洞与Reissner-Nordstrom黑洞存在相似之处, 但当标量场?满足α>2e时, 此黑洞的质量M可以取负值. 验证了此黑洞的温度和熵符合热力学定律,并 且定义了有良好零温极限的黑洞热力学能. 比较了此黑洞解度规与Reissner-Nordstrom度规,发 现了α2与1/l分别对应着Reissner-Nordstrom黑洞的质量与电荷.      

f(R)-CIM AdS时空的相变及P-v临界性

近年来,f(R)-CIM AdS度规引起了人们的普遍关注.f(R)-CIMAdS度规带有引力修正参数,会对热力学性质产生重要影响,因而,研究在延伸相空间中的f(R)-CIM AdS时空的相变和临界性是一项非常有意义的工作.主要计算了在延伸相空间f(R)-CIM AdS时空的温度、压强、吉布斯自由能及二阶相变的临界值,并...     

暗能量背景下黑洞的全息相变

在暗能量背景下,研究了黑洞的热力学熵和纠缠熵的相结构.分别讨论了黑洞的电荷和暗能量态参数对黑洞相结构的影响.对于固定的暗能量态参数,当电荷的值增大时,黑洞热力学熵和纠缠熵的相结构与范德瓦尔斯相变的相结构完全类似,即黑洞先后经历一阶相变、二阶相变,最后达到稳定态.对于固定的电荷,当暗能量态参数增大时,黑洞热力学熵和纠缠熵的相结构并不完全类似.特别是,纠缠熵随暗能量态参数的变化与热力学熵的变化趋势完全相反.相同的是,当暗能量态参数增大时,在纠缠熵-温度平面和热力学熵-温度平面,黑洞都经历一阶相变和二阶相变.对于热力学熵和纠缠熵,发现在一阶相变的不稳定区域,麦克斯韦的等面积法则始终成立,在二阶相变临界点附近,热容的临界指数都是2/3.     

弦/M-理论中黑膜热力学及相变

宏观引力系统,比如黑洞,与非引力系统在热力学方面很不一样,其态函数熵与温度本质上是量子的,没有经典对应,因此对应的热力学在一定意义上来说本质上也是量子的,这为探讨量子引力提供了一个重要窗口.本文综述讨论作者及其合作者近期一系列有关黑洞的高维推广黑膜（超弦/M-理论中的基本动力学客体）的热力学相、相变及相关的临界现象的工作,希望为建立M-理论的完整理论框架提供重要的非微扰信息.     

5维Gauss-Bonnet-AdS黑洞的热力学和临界现象

把宇宙学常数理解为压强,利用标准的热力学方法讨论了5维Gauss-Bonnet-Ad S黑洞系统的热力学和临界现象.把Bekenstein-Hawking熵作为黑洞系统的熵,发现在5维球对称的Gauss-Bonnet-Ad S黑洞中存在相变现象.进一步计算了相变点的临界指数,发现他们满足热力学普适标度规律.     

一类非奇异黑洞的热力学稳定性

黑洞也是一种热力学系统,则对于黑洞通常的热力学定律也应该成立。基于此,研究了巴丁黑洞的热力学量及其热力学稳定性。结果表明巴丁黑洞的熵应该仍然是贝肯斯坦-霍金熵,但是巴丁黑洞的质量不再是该系统的内能。利用重新定义的巴丁黑洞内能,计算了热容量和热力学曲率,以此分析了巴丁黑洞的热力学稳定性和相变。     

任意加速带电动态黑洞的广义Stefan-Boltzmann定律

利用任意加速带电动态黑洞视界面附近子系统的熵,导出黑洞的瞬时辐出度,得到了任一时刻黑洞沿某一方向的瞬时辐出度总是正比于在该方向上黑洞视界温度的四次方的结论.导出的广义Stefan-Boltzmann系数是一个与黑洞视界的变化率、黑洞视界面附近的时空度规及黑洞的吸收与辐射系数有关的动比例系数.     

静态球对称黑洞引力自旋场的辐出度

利用静态球对称黑洞引力自旋场的统计熵,导出静态球对称黑洞引力自旋场的辐出度,得到了黑洞的辐出度与黑洞视界温度的四次方成正比的结论.发现Stefan—Boltzmann系数不同于平直时空的值,并且在不同时空度规中该系数有不同的值.     

极端黑洞热力学研究的现状和未来

概括了近年来极端黑洞热力学研究的主要结果,面临的挑战以及一些解决方案,在对极端黑洞的热力学和几何性质进行深入研究后,指出自然界中存在两种拓扑性质完全不同的极端黑洞,一种是Hawking提出的具有极端拓扑的极端黑洞,它的熵是零,另一种极端黑洞保留了非极端黑洞的拓扑,它的熵仍然可用Bekenstein-Hawking公式描述,此结论解决了近年来极端黑洞研究中Hawking学派和弦理论家之间的矛盾,解决了Hawking学派和黑洞相变理论的矛盾。     

Brans－Dicke黑洞的视界及宇宙监督原理的一种热力学表述

讨论了Ｂｒａｎｓ─Ｄｉｃｋｅ（ＢＤ）黑洞的视界及其温度。结果表明，ＢＤ黑洞存在着２个不同的奇异视界，其视界温度均为非有限值。由此，提出宇宙监督原理的一种热力学表述：在视界上，绝对温度为零或趋于无穷大均是不允许的。     

Observation of scale invariance and universality in two-dimensional Bose gases

The collective behaviour of a many-body system near a continuous phase transition is insensitive to the details of its microscopic physics; for example, thermodynamic observables follow generalized scaling laws near the phase transition. The Berezinskii-Kosterlitz-Thouless (BKT) phase transition in two-dimensional Bose gases presents a particularly interesting case because the marginal dimensionality and intrinsic scaling symmetry result in a broad fluctuation regime and an extended range of universal scaling behaviour. Studies of the BKT transition in cold atoms have stimulated great interest in recent years, but a clear demonstration of critical behaviour near the phase transition has remained elusive. Here we report in situ density and density-fluctuation measurements of two-dimensional Bose gases of caesium at different temperatures and interaction strengths, observing scale-invariant, universal behaviours. The extracted thermodynamic functions confirm the existence of a wide universal region near the BKT phase transition, and provide a sensitive test of the universality predicted by classical-field theory and quantum Monte Carlo calculations. Our experimental results provide evidence for growing density-density correlations in the fluctuation region, and call for further explorations of universal phenomena in classical and quantum critical physics.     

困扰当代天体物理的若干未解之谜问题的探索与发现(二)

本文应用相对论性牛顿万有引力定律和非黎曼几何的传统力学分析方法，对当代天体物理中一系列根本性问题（1．恒星、星系生死循环演化的基本规律和内部结构；2．第一类黑洞的基本极限物理特性；3．大尺度天体层次结构演化的基本规律；4．总星系的结构——双饱和稳定临界黑洞——第二类黑洞；5．宇宙的结构；6．大爆炸标准宇宙模型的真伪性）作了较系统深入的探索研究，得到了一系列很有意义的新结果．     

匀加速直线运动黑洞的熵

采用薄膜brick-wall模型,计算了Kinnersley度规表述的匀加速直线运动黑洞的熵.对于加速黑洞,时空具有轴对称性,视界面上各点的温度不是一个常数,首先计算视界面每一点的熵密度,再对视界面积分得到总熵.     

振动颗粒系统的非平衡态相变

振动颗粒的分布随着外界驱动的变化会由对称态转为非对称态,即产生对称破缺现象.采用Urn模型,结合Eggers提出的urn的温度与粒子数呈T∝N-2的关系来分析该现象.通过研究细致平衡方程和粒子的概率分布函数获得各条临界线,由此确定相图,并说明了各相的特点.研究了序参量｜ε｜和磁化系数κ在临界线a附近的变化,发现与铁磁-顺磁相变类似;且这两个量的临界行为都满足标度律特点,由此确定临界线a为连续相变线.序参量｜ε｜在变化过程中会出现磁滞现象,由此确定临界线c为一级相变线.讨论发现这些相变现象的产生源自温度函数与urn模型本身的动力学行为.     

薄膜厚度对1-3型BaTiO3-CoFe2O4多重铁性薄膜相变温度的影响

基于热动力学理论,通过对演化方程的线性稳定分析,确定了1-3型BaTiO3-CoFe2O4(BTO-CFO)多重铁性复合材料中的铁电、铁磁相变温度.考虑系统中基底与薄膜之间及薄膜内铁电相、铁磁相之间的内应力和外应力的弹性耦合,确立了顺电到铁电/铁磁地相变临界温度地解析式.临界温度与两相体积分数、基底、薄膜的晶格尺寸、薄膜两相的材料性能及薄膜厚度都有很大关系.两相的相变临界温度可以通过调节体积分数及薄膜厚度进行控制.     

黑洞在超辐射散射中物理特性分析

以超辐射散射为模型,计算了黑洞辐射的能量、能层中能量的最大值以及在辐射过程中黑洞热力学参量的变化等。