Holographie, Thermodynamik und Fluktuationen geladener AdS-Schwarze Löcher

Die physikalischen Eigenschaften von Reissner-Nordström-Schwarzen Löchern in (n+1)-dimensionaler anti-de Sitter-Raumzeit sind durch eine holographische Abbildung mit der Physik einer Klasse von n-dimensionalen Feldtheorien gekoppelt, die an einen Hintergrund-Globalstrom gebunden sind. Motiviert durch diese Tatsache und die jüngsten Beobachtungen der auffallenden Ähnlichkeit zwischen der thermodynamischen Phasestruktur dieser Schwarzen Löcher (im kanonischen Ensemble) und der des van der Waals-Maxwell-Flüssig-Gas-Systems, untersuchen wir die Physik im Detail. Wir studieren Fluktuationen und Stabilität innerhalb der Gleichgewichtsthermodynamik, untersuchen die spezifischen Wärmen und die elektrische Permittivität der Löcher und betrachten das Analogon der Clayperon-Gleichung an den Phasengrenzen. Folglich verfeinern wir die Phasendiagramme in den kanonischen und großkanonischen Ensembles. Wir untersuchen die interessante Physik in der Nähe des kritischen Punkts im kanonischen Ensemble. Dort wird ein Phasenübergang zweiter Ordnung gefunden, und diese Region ist durch ein Landau-Ginzburg-Modell mit A₃-Potential charakterisiert. Die holographisch dualen Feldtheorien bieten die Beschreibung der mikroskopischen Freiheitsgrade, die allen der Thermodynamik zugrunde liegen, wie durch die Untersuchung der Form der mikroskopischen Fluktuationen ersichtlich ist.