Desde a primeira detecção de ondas gravitacionais por LIGO e VIRGO, buracos negros têm despertado ampla discussão e interesse. Para cientistas, os buracos negros desempenham um papel único na conexão da mecânica quântica e da relatividade geral. A estrutura microscópica dos buracos negros sempre foi um grande problema para os cientistas. Um estudo recente revela o mistério microscópico dos buracos negros do ponto de vista da termodinâmica.

O papel, intitulado "Potencial de interação e correção térmica para a equação de estado para buracos negros Schwarzschild anti-de Sitter termicamente estáveis, "foi publicado em Science China Physics, Mecânica e Astronomia . A pesquisa foi concluída pelo professor Yan-Gang Miao e seu doutorado. estudante Zhen-Ming Xu, Escola de Física, Universidade Nankai.

Os pesquisadores estão muito interessados ​​em estudar os buracos negros da perspectiva da termodinâmica. Um grande número de estudos mostrou que os buracos negros têm temperatura e entropia, e também pode sofrer transições de fase em certas condições. Portanto, tornou-se um problema de pesquisa urgente explorar a microestrutura dos buracos negros.

No estágio inicial, a teoria das cordas e a teoria do fuzzball foram as candidatas mais favoráveis ​​para a exploração da estrutura microscópica dos buracos negros, em que os cálculos relevantes dependem de configurações supersimétricas e extremas ou de outras especulações. Mais recentemente, o mecanismo microscópico dos buracos negros foi explorado do ponto de vista da termodinâmica. A abordagem do átomo do espaço-tempo fornece uma possível descrição microscópica da gravidade por meio de uma lei de equipartição holográfica. Além disso, A geometria termodinâmica de Ruppeiner lida com as propriedades macroscópicas dos buracos negros como sistemas termodinâmicos por extrapolação dos conceitos da hipótese das moléculas dos buracos negros (Fig.1) e as densidades numéricas relevantes.

Nesta pesquisa, O método de geometria termodinâmica de Ruppeiner é usado para estudar o comportamento microscópico de um buraco negro SAdS termicamente estável (Fig.2). Uma explicação natural para o comportamento microscópico do buraco negro é dada. "Vemos que para o buraco negro SAdS termodinamicamente estável, uma interação atraente domina entre as moléculas do buraco negro, "escrevem os pesquisadores no artigo.

Ao mesmo tempo, o potencial molecular de um buraco negro SAdS termicamente estável é proposto pela primeira vez. Além disso, com base na descrição do potencial molecular proposto, a correção térmica para a equação de estado para buracos negros SAdS termicamente estáveis ​​é calculada, e a racionalidade do termo de correção é analisada.

“Propomos uma nova tentativa de explorar os constituintes dos buracos negros de acordo com o tipo de interação, "os pesquisadores explicaram, "e este método também pode ser considerado como uma nova tentativa de expandir a termodinâmica dos buracos negros."

A proposta de "potencial molecular" nesta pesquisa é inovadora e significativa. Por um lado, enriquece o conteúdo da pesquisa e a profundidade da termodinâmica dos buracos negros, e por outro lado, fornece uma nova perspectiva e método para explorar a microestrutura dos buracos negros.