發(fā)布時(shí)間：2020-05-25 10:17

【摘要】：黑洞是物理學(xué)家所預(yù)言的一種神秘的天體,人們對(duì)它的研究從未停止過,但至今仍有許多謎團(tuán)還沒有解開。黑洞霍金輻射的提出促使了黑洞熱力學(xué)誕生和發(fā)展,使人們對(duì)黑洞的研究又上了一個(gè)新臺(tái)階,也讓黑洞成為廣義相對(duì)論和量子力學(xué)聯(lián)系的紐帶,為人們探尋引力的本質(zhì)和引力量子化開啟一個(gè)新的窗口。在黑洞熱力學(xué)蓬勃發(fā)展的過程中,若將宇宙常數(shù)取負(fù)值并作為熱力學(xué)壓強(qiáng),在該擴(kuò)展熱力學(xué)中反德西特空間(AdS)的黑洞熱力學(xué)所特有的熱力學(xué)性質(zhì)及豐富而穩(wěn)定的相結(jié)構(gòu)一直是該研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。最近,為了幫助人們更好的探究黑洞熱力學(xué)的性質(zhì),Johnson利用AdS/CFT對(duì)應(yīng)提出全息黑洞熱機(jī)的概念。他認(rèn)為不同的黑洞均可以作為全息熱機(jī)的工作物質(zhì),并在此基礎(chǔ)上做了相關(guān)黑洞熱機(jī)的工作,研究表明熱機(jī)的性質(zhì)取決于黑洞的熱力學(xué)性質(zhì)以及P-V相空間上熱機(jī)循環(huán)路徑的選擇。另外,對(duì)于通常的黑洞熱力學(xué)性質(zhì)的討論,人們往往關(guān)注電荷,角速度的影響,而對(duì)于加速的黑洞人們很少關(guān)注。事實(shí)上,對(duì)于描述慢加速黑洞的C-度規(guī)而言,其在刻畫雙黑洞的創(chuàng)生和5維黑環(huán)引力理論中有很重要的應(yīng)用。本文主要探究AdS加速黑洞的熱力學(xué)性質(zhì)及其全息熱機(jī)的效率。在第一章,我們簡(jiǎn)單介紹了黑洞、黑洞熱力學(xué)以及全息黑洞的基本概念,第二章主要介紹了C-度規(guī)下AdS加速黑洞的熱力學(xué)變量和黑洞參量之間的關(guān)系,以及在緩慢加速黑洞中宇宙弦張力不變、宇宙弦張力改變兩種不同的情況下相應(yīng)的熱力學(xué)第一定律的具體表達(dá)式,并簡(jiǎn)單介紹了在宇宙弦張力改變時(shí),加速不帶電黑洞的臨界行為。第三章我們探究了AdS加速黑洞作為工作物質(zhì)的全息熱機(jī)在標(biāo)準(zhǔn)圓循環(huán)下的效率,通過數(shù)值分析,我們發(fā)現(xiàn)宇宙弦張力、帶電量、圓循環(huán)大小對(duì)AdS加速黑洞熱機(jī)效率的影響:在無電荷的加速黑洞中,黑洞熱機(jī)的效率隨標(biāo)準(zhǔn)圓循環(huán)的大小和宇宙弦張力的增大而增大;對(duì)于帶電加速黑洞,圓循環(huán)熱機(jī)效率與宇宙弦張力、圓循環(huán)的大小和電荷成增遞函數(shù)關(guān)系,但是受電荷的影響更大。最后,通過不同黑洞熱機(jī)效率的比較表明,黑洞加速度的存在一定程度上可以提高相關(guān)全息熱機(jī)效率,而電荷量對(duì)效率的影響更為明顯,并且我們發(fā)現(xiàn)不管帶電或者不帶電情況,熱機(jī)效率都受到一個(gè)已知的上限27r/(π+4)的限制。在第四章做了本論文的總結(jié)與對(duì)未來工作的展望。標(biāo)準(zhǔn)全息黑洞熱機(jī)的提出使我們可以對(duì)比不同黑洞熱機(jī)效率的影響因素,也加深了我們對(duì)黑洞熱力學(xué)性質(zhì)的理論探究。
【圖文】：

圖１．１熱機(jī)循環(huán)逡逑

有這些關(guān)系的精確形式取決于黑洞的熱力學(xué)性質(zhì)。我們可以從狀態(tài)方程逡逑Ｊｌ逡逑■；逡逑圖１．１熱機(jī)循環(huán)逡逑也就是Ｐ邋＝邋（Ｖ，Ｔ）的函數(shù)開始，，并定義熱機(jī)的循環(huán)路徑，表示吸收熱逡逑量，表示放出熱量，如圖（１．１）顯示了熱機(jī)一個(gè)循環(huán)的能量流的標(biāo)準(zhǔn)逡逑邏輯。由熱力學(xué)第一定律，那么熱機(jī)所做有用功為Ｗ邋＝邐效率就逡逑可寫成逡逑＾邐Ｑｃ邐ｌｒ．Ｎ逡逑（Ｌ１０）逡逑黑洞熱機(jī)的效率取決于狀態(tài)方程（由黑洞的熱力學(xué)性質(zhì)決定）和在尸－逡逑ｙ相空間的閉合路徑選擇。對(duì)于一個(gè)卡諾循環(huán)由ｐ－ｙ相空間兩個(gè)絕熱過逡逑程和兩個(gè)等溫過程圍成，溫度為和７ｂ的兩個(gè)等溫過程Ｃｚｖ邋＞巧）有逡逑熱量的吸收和放出，卡諾效率表示為％邋＝邐并且（通常假設(shè)我們做逡逑的循環(huán)足夠慢，以達(dá)到準(zhǔn)靜態(tài)的狀態(tài)）這些都是可逆的。這是任何熱機(jī)在逡逑這些溫度運(yùn)行時(shí)所能達(dá)到的最大效率，任何更高的效率都會(huì)違背熱力學(xué)逡逑第二定律。逡逑
【學(xué)位授予單位】：湖南師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：P145.8

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6 梁s

本文編號(hào)：2680001