Published May 25, 2023
| Version v1
Publication
Open
Zooming in on the horizon when in its Meissner state
Creators
- 1. New York University
- 2. University of Buenos Aires
- 3. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
Description
A bstract When approaching extremality, rotating black holes tend to expel the magnetic field in which they are immersed. This phenomenon, being reminiscent of the Meissner-Ochsenfeld effect in superconductors, is known as the black hole Meissner effect, and here we study it in the backreacting regime and from the near horizon perspective. By resorting to methods recently developed in the literature, which allow to compute conserved charges in the near horizon region, regardless the details of the asymptotia at large distance, we investigate the properties of the black hole horizon when in its Meissner state. We show that, when in such state, the horizon exhibits two sets of supertranslation symmetries as well as a symmetry generated by the local conformal group. The supertranslations are generated by two infinite sets of currents, one of which comes from local dilations of the advanced null coordinate at the horizon, and the other from local gauge transformations that preserve the electromagnetic field configuration at the horizon. We show that the evaluation of the conserved charges associated to these symmetries correctly reproduce the physical charges of the magnetized black holes and their thermodynamics. This represents a concrete application of the techniques developed in [1–3] and it extends the results of [4] to arbitrary values of the black hole charges. In addition, we elaborate on the charges computation at the horizon: we show the equivalence between the horizon charges and the evaluation of the corresponding Komar integrals. Besides, we show the validity of the Gauss phenomenon by explicitly relating near horizon charges with fluxes and charges computed by other techniques. All this provides a method to derive the thermodynamics of magnetized horizons in a quite succinct way, including the case of horizons exhibiting the Meissner effect.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
A bstract عند الاقتراب من الأطراف، تميل الثقوب السوداء الدوارة إلى طرد المجال المغناطيسي الذي يتم غمرها فيه. تُعرف هذه الظاهرة، التي تذكرنا بتأثير مايسنر أوكسنفيلد في الموصلات الفائقة، باسم تأثير الثقب الأسود مايسنر، وهنا ندرسها في نظام رد الفعل الخلفي ومن منظور الأفق القريب. من خلال اللجوء إلى الأساليب التي تم تطويرها مؤخرًا في الأدبيات، والتي تسمح بحساب الشحنات المحفوظة في منطقة الأفق القريب، بغض النظر عن تفاصيل خط التقارب على مسافة كبيرة، فإننا نتحقق من خصائص أفق الثقب الأسود عندما يكون في حالة ميسنر. نظهر أنه عندما يكون في مثل هذه الحالة، يُظهر الأفق مجموعتين من تماثلات الترجمة الفائقة بالإضافة إلى التماثل الناتج عن المجموعة المطابقة المحلية. يتم توليد الترجمات الفائقة بواسطة مجموعتين لانهائيتين من التيارات، إحداهما تأتي من التوسعات المحلية للإحداثيات الصفرية المتقدمة في الأفق، والأخرى من تحولات القياس المحلية التي تحافظ على تكوين المجال الكهرومغناطيسي في الأفق. نظهر أن تقييم الشحنات المحفوظة المرتبطة بهذه التناظرات يعيد إنتاج الشحنات الفيزيائية للثقوب السوداء الممغنطة وديناميكيتها الحرارية بشكل صحيح. وهذا يمثل تطبيقًا ملموسًا للتقنيات التي تم تطويرها في [1–3] ويمتد بنتائج [4] إلى القيم التعسفية لشحنات الثقب الأسود. بالإضافة إلى ذلك، نوضح حساب الشحنات في الأفق: نعرض التكافؤ بين شحنات الأفق وتقييم تكاملات كومار المقابلة. إلى جانب ذلك، نظهر صحة ظاهرة الغاوس من خلال الربط الصريح لشحنات الأفق القريب بالتدفقات والشحنات المحسوبة بتقنيات أخرى. يوفر كل هذا طريقة لاشتقاق الديناميكا الحرارية للآفاق الممغنطة بطريقة موجزة تمامًا، بما في ذلك حالة الآفاق التي تظهر تأثير ميسنر.Translated Description (French)
A bstract À l'approche de l'extrémisme, les trous noirs rotatifs ont tendance à expulser le champ magnétique dans lequel ils sont immergés. Ce phénomène, qui rappelle l'effet Meissner-Ochsenfeld dans les supraconducteurs, est connu sous le nom d'effet Meissner du trou noir, et nous l'étudions ici en régime de réaction inverse et du point de vue de l'horizon proche. En recourant à des méthodes récemment développées dans la littérature, qui permettent de calculer les charges conservées dans la région de l'horizon proche, quels que soient les détails de l'asymptote à grande distance, nous étudions les propriétés de l'horizon du trou noir dans son état de Meissner. Nous montrons que, dans un tel état, l'horizon présente deux ensembles de symétries de supertranslation ainsi qu'une symétrie générée par le groupe conformal local. Les supertraductions sont générées par deux ensembles infinis de courants, dont l'un provient des dilatations locales de la coordonnée nulle avancée à l'horizon, et l'autre des transformations locales de jauge qui préservent la configuration du champ électromagnétique à l'horizon. Nous montrons que l'évaluation des charges conservées associées à ces symétries reproduit correctement les charges physiques des trous noirs magnétisés et leur thermodynamique. Cela représente une application concrète des techniques développées dans [1–3] et étend les résultats de [4] à des valeurs arbitraires des charges de trou noir. De plus, nous développons le calcul des charges à l'horizon : nous montrons l'équivalence entre les charges à l'horizon et l'évaluation des intégrales de Komar correspondantes. En outre, nous montrons la validité du phénomène de Gauss en reliant explicitement les charges proches de l'horizon avec les flux et les charges calculées par d'autres techniques. Tout cela fournit une méthode pour dériver la thermodynamique des horizons magnétisés d'une manière assez succincte, y compris le cas des horizons présentant l'effet Meissner.Translated Description (Spanish)
A bstract Al acercarse a la extremidad, los agujeros negros giratorios tienden a expulsar el campo magnético en el que están inmersos. Este fenómeno, que recuerda al efecto Meissner-Ochsenfeld en los superconductores, se conoce como el efecto Meissner del agujero negro, y aquí lo estudiamos en el régimen de reacción inversa y desde la perspectiva del horizonte cercano. Al recurrir a métodos recientemente desarrollados en la literatura, que permiten calcular las cargas conservadas en la región del horizonte cercano, independientemente de los detalles de la asíntotia a gran distancia, investigamos las propiedades del horizonte del agujero negro cuando está en su estado de Meissner. Mostramos que, cuando está en tal estado, el horizonte exhibe dos conjuntos de simetrías de supertraducción, así como una simetría generada por el grupo conformal local. Las supertraducciones son generadas por dos conjuntos infinitos de corrientes, una de las cuales proviene de dilataciones locales de la coordenada nula avanzada en el horizonte, y la otra de transformaciones de gauge local que preservan la configuración del campo electromagnético en el horizonte. Mostramos que la evaluación de las cargas conservadas asociadas a estas simetrías reproduce correctamente las cargas físicas de los agujeros negros magnetizados y su termodinámica. Esto representa una aplicación concreta de las técnicas desarrolladas en [1–3] y extiende los resultados de [4] a valores arbitrarios de las cargas del agujero negro. Además, elaboramos el cálculo de cargas en el horizonte: mostramos la equivalencia entre las cargas del horizonte y la evaluación de las integrales de Komar correspondientes. Además, mostramos la validez del fenómeno de Gauss al relacionar explícitamente las cargas del horizonte cercano con los flujos y las cargas calculadas por otras técnicas. Todo esto proporciona un método para derivar la termodinámica de los horizontes magnetizados de una manera bastante sucinta, incluido el caso de los horizontes que exhiben el efecto Meissner.Files
JHEP05(2023)207.pdf.pdf
Files
(641.1 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:eda0cdc72d78dbbefe47b4be6a8e1f9d
|
641.1 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- التكبير في الأفق عندما تكون في حالة ميسنر
- Translated title (French)
- Effectuer un zoom avant sur l'horizon lorsqu'il est dans son état Meissner
- Translated title (Spanish)
- Zoom en el horizonte cuando está en su estado Meissner
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4378533040
- DOI
- 10.1007/jhep05(2023)207
References
- https://openalex.org/W1489646123
- https://openalex.org/W1944935096
- https://openalex.org/W1959280698
- https://openalex.org/W1984144577
- https://openalex.org/W1985481297
- https://openalex.org/W1990812237
- https://openalex.org/W1995151105
- https://openalex.org/W2008740293
- https://openalex.org/W2023347320
- https://openalex.org/W2029100115
- https://openalex.org/W2030255224
- https://openalex.org/W2032777595
- https://openalex.org/W2039766801
- https://openalex.org/W2069623847
- https://openalex.org/W2075337699
- https://openalex.org/W2080879743
- https://openalex.org/W2086722029
- https://openalex.org/W2094499821
- https://openalex.org/W2100168895
- https://openalex.org/W2102949281
- https://openalex.org/W2103819762
- https://openalex.org/W2108734736
- https://openalex.org/W2114577076
- https://openalex.org/W2116565375
- https://openalex.org/W2116831543
- https://openalex.org/W2127668517
- https://openalex.org/W2135942126
- https://openalex.org/W2148697345
- https://openalex.org/W2156366140
- https://openalex.org/W2165141762
- https://openalex.org/W2168275001
- https://openalex.org/W2242838691
- https://openalex.org/W2255902625
- https://openalex.org/W2276845206
- https://openalex.org/W2296837358
- https://openalex.org/W2320547787
- https://openalex.org/W2336342037
- https://openalex.org/W2579412573
- https://openalex.org/W2594519913
- https://openalex.org/W2786430060
- https://openalex.org/W2891073096
- https://openalex.org/W2924313363
- https://openalex.org/W2964214965
- https://openalex.org/W3098139275
- https://openalex.org/W3098840196
- https://openalex.org/W3099550104
- https://openalex.org/W3100155252
- https://openalex.org/W3101437551
- https://openalex.org/W3124239836
- https://openalex.org/W3125589499
- https://openalex.org/W3134614808
- https://openalex.org/W3136560386
- https://openalex.org/W3197936169
- https://openalex.org/W4292056894
- https://openalex.org/W4292481115