Emergent phase, thermodynamic geometry, and criticality of charged black holes from Rényi statistics
- 1. Computational Physics (United States)
- 2. King Mongkut's University of Technology Thonburi
- 3. Naresuan University
Description
Recently, a novel emergent phase can occur from thermodynamic consideration of the asymptotically flat Reissner-Nordstr\"om black hole (RN-AF) using R\'enyi statistics. We present an analysis of the thermodynamical and mechanical stabilities of the RN-AF in both the Gibbs-Boltzmann (GB) and the alternative R\'enyi statistics when charge $q$ and electrostatic potential $\ensuremath{\phi}$ are treated as pressure and volume, respectively. Interestingly, the emergent phase of the RN-AF can be both thermodynamically and mechanically stable in some range of parameters in the framework of R\'enyi thermodynamics. With the construction of the Maxwell equal area law in $q\ensuremath{-}\ensuremath{\phi}$ plane, the coexistence line between the near-extremal black hole phase and the emergent phase can be found in some values of charge which can be associated as the vapor pressure at which the liquid and gas phases coexist. In the aspect of thermodynamic geometry, the microscopic interaction between the black hole microstructures can be repulsive in the R\'enyi description. This implies that a novel correlation between the microstates of a self-gravitating system could be emerged via the nonextensive nature of long-range interaction systems. Finally, we also investigate the critical phenomena of the RN-AF in R\'enyi statistics compared to that of the van der Waals (vdW) fluid and find that the critical exponents of the relevant physical quantities of both systems are identical. This implies that both systems are in the same universality class of the phase transition.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
في الآونة الأخيرة، يمكن أن تحدث مرحلة ناشئة جديدة من النظر الديناميكي الحراري للثقب الأسود المسطح بشكل مقارب Reissner - Nordstr \" om (RN - AF) باستخدام إحصائيات R \' enyi. نقدم تحليلاً للاستقرار الديناميكي الحراري والميكانيكي لـ RN - AF في كل من إحصائيات Gibbs - Boltzmann (GB) وإحصائيات R \' enyi البديلة عند التعامل مع الشحن $q $ والجهد الكهروستاتيكي $\ensuremath {\phi }$ كضغط وحجم، على التوالي. ومن المثير للاهتمام أن المرحلة الناشئة من RN - AF يمكن أن تكون مستقرة من الناحية الحرارية والميكانيكية في بعض مجموعة من المعلمات في إطار الديناميكا الحرارية R \' enyi. مع بناء قانون مساحة ماكسويل المتساوية في مستوى $q\ ensuremath {-}\ ensuremath {\phi }$، يمكن العثور على خط التعايش بين طور الثقب الأسود القريب من الطرف والطور الناشئ في بعض قيم الشحنة التي يمكن ربطها بضغط البخار الذي تتعايش عنده أطوار السائل والغاز. في جانب الهندسة الديناميكية الحرارية، يمكن أن يكون التفاعل المجهري بين الهياكل المجهرية للثقب الأسود مثيرًا للاشمئزاز في وصف R \' enyi. وهذا يعني أنه يمكن ظهور علاقة جديدة بين الدول الصغرى لنظام الجاذبية الذاتية من خلال الطبيعة غير المكثفة لأنظمة التفاعل بعيدة المدى. أخيرًا، نحقق أيضًا في الظواهر الحرجة لـ RN - AF في إحصائيات R \' enyi مقارنة بسائل فان دير فالس (vdW) ونجد أن الأسس الحرجة للكميات الفيزيائية ذات الصلة لكلا النظامين متطابقة. وهذا يعني أن كلا النظامين في نفس فئة الشمولية في انتقال المرحلة.Translated Description (French)
Récemment, une nouvelle phase émergente peut survenir à partir de la considération thermodynamique du trou noir de Reissner-Nordstr\"om asymptotiquement plat (RN-AF) en utilisant des statistiques R\'enyi. Nous présentons une analyse des stabilités thermodynamiques et mécaniques du RN-AF dans les statistiques Gibbs-Boltzmann (GB) et R\'enyi alternatives lorsque la charge $q$ et le potentiel électrostatique $ \ ensuremath {\phi}$ sont traités comme pression et volume, respectivement. Fait intéressant, la phase émergente du RN-AF peut être à la fois thermodynamiquement et mécaniquement stable dans une certaine gamme de paramètres dans le cadre de la thermodynamique R\'enyi. Avec la construction de la loi d'aire égale de Maxwell dans le plan $q\ ensuremath {-}\ ensuremath {\phi}$ , la ligne de coexistence entre la phase de trou noir quasi extrême et la phase émergente peut être trouvée dans certaines valeurs de charge qui peuvent être associées à la pression de vapeur à laquelle les phases liquide et gazeuse coexistent. Sous l'aspect de la géométrie thermodynamique, l'interaction microscopique entre les microstructures de trous noirs peut être répulsive dans la description R\'enyi. Cela implique qu'une nouvelle corrélation entre les micro-états d'un système auto-gravitant pourrait émerger via la nature non étendue des systèmes d'interaction à longue portée. Enfin, nous étudions également les phénomènes critiques du RN-AF dans les statistiques R\'enyi par rapport à celui du fluide van der Waals (vdW) et constatons que les exposants critiques des quantités physiques pertinentes des deux systèmes sont identiques. Cela implique que les deux systèmes sont dans la même classe d'universalité de la transition de phase.Translated Description (Spanish)
Recientemente, puede ocurrir una nueva fase emergente a partir de la consideración termodinámica del agujero negro asintóticamente plano de Reissner-Nordstr\"om (RN-AF) utilizando estadísticas R\'enyi. Presentamos un análisis de las estabilidades termodinámicas y mecánicas del RN-AF tanto en la estadística Gibbs-Boltzmann (GB) como en la alternativa R\'enyi cuando la carga $q$ y el potencial electrostático $\ensuremath{\phi}$ se tratan como presión y volumen, respectivamente. Curiosamente, la fase emergente del RN-AF puede ser termodinámica y mecánicamente estable en algún rango de parámetros en el marco de la termodinámica de R\'enyi. Con la construcción de la ley de área igual de Maxwell en el plano $q\ ensuremath {-}\ ensuremath {\phi}$, la línea de coexistencia entre la fase casi extrema del agujero negro y la fase emergente se puede encontrar en algunos valores de carga que se pueden asociar como la presión de vapor a la que coexisten las fases líquida y gaseosa. En el aspecto de la geometría termodinámica, la interacción microscópica entre las microestructuras de los agujeros negros puede ser repulsiva en la descripción de R\'enyi. Esto implica que podría surgir una nueva correlación entre los microestados de un sistema autogravitante a través de la naturaleza no extensiva de los sistemas de interacción de largo alcance. Finalmente, también investigamos los fenómenos críticos del RN-AF en las estadísticas de R\'enyi en comparación con el fluido de van der Waals (vdW) y encontramos que los exponentes críticos de las cantidades físicas relevantes de ambos sistemas son idénticos. Esto implica que ambos sistemas están en la misma clase de universalidad de la transición de fase.Files
PhysRevD.105.124049.pdf
Files
(1.4 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:95a10a5f12f5c7497806f2bfc767ca2a
|
1.4 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- المرحلة الناشئة، الهندسة الديناميكية الحرارية، وحرجية الثقوب السوداء المشحونة من إحصائيات Rényi
- Translated title (French)
- Phase émergente, géométrie thermodynamique et criticité des trous noirs chargés d'après les statistiques de Rényi
- Translated title (Spanish)
- Fase emergente, geometría termodinámica y criticidad de los agujeros negros cargados a partir de las estadísticas de Rényi
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4283268096
- DOI
- 10.1103/physrevd.105.124049
References
- https://openalex.org/W1204211699
- https://openalex.org/W1486057667
- https://openalex.org/W1544091425
- https://openalex.org/W1554558951
- https://openalex.org/W1785230143
- https://openalex.org/W1936765435
- https://openalex.org/W1965634622
- https://openalex.org/W1982040928
- https://openalex.org/W1983874169
- https://openalex.org/W1993531156
- https://openalex.org/W2000171193
- https://openalex.org/W2000941770
- https://openalex.org/W2002792442
- https://openalex.org/W2002967605
- https://openalex.org/W2005914283
- https://openalex.org/W2009185635
- https://openalex.org/W2009527152
- https://openalex.org/W2009791710
- https://openalex.org/W2011180185
- https://openalex.org/W2014461107
- https://openalex.org/W2014689443
- https://openalex.org/W2018728940
- https://openalex.org/W2030712326
- https://openalex.org/W2042650304
- https://openalex.org/W2045285156
- https://openalex.org/W2059206957
- https://openalex.org/W2059345478
- https://openalex.org/W2060358789
- https://openalex.org/W2072645094
- https://openalex.org/W2075659206
- https://openalex.org/W2077085908
- https://openalex.org/W2081279295
- https://openalex.org/W2087963558
- https://openalex.org/W2090386790
- https://openalex.org/W2095004813
- https://openalex.org/W2100168895
- https://openalex.org/W2107097129
- https://openalex.org/W2115932470
- https://openalex.org/W2123924916
- https://openalex.org/W2130491267
- https://openalex.org/W2131846861
- https://openalex.org/W2138793297
- https://openalex.org/W2145957562
- https://openalex.org/W2146478425
- https://openalex.org/W2150054850
- https://openalex.org/W2164965693
- https://openalex.org/W2165752861
- https://openalex.org/W2169514570
- https://openalex.org/W2173444345
- https://openalex.org/W2177336350
- https://openalex.org/W2222453122
- https://openalex.org/W2341248615
- https://openalex.org/W2516580993
- https://openalex.org/W2523432656
- https://openalex.org/W2604629987
- https://openalex.org/W2611889372
- https://openalex.org/W2615535906
- https://openalex.org/W2745156197
- https://openalex.org/W2769365852
- https://openalex.org/W2796337988
- https://openalex.org/W2913192584
- https://openalex.org/W2968060022
- https://openalex.org/W2971880950
- https://openalex.org/W2995211120
- https://openalex.org/W2996654148
- https://openalex.org/W3003984267
- https://openalex.org/W3010488481
- https://openalex.org/W3012972368
- https://openalex.org/W3080489508
- https://openalex.org/W3083695988
- https://openalex.org/W3100395361
- https://openalex.org/W3102249952
- https://openalex.org/W3104598517
- https://openalex.org/W3105259083
- https://openalex.org/W3106315111
- https://openalex.org/W3122283534
- https://openalex.org/W3122284647
- https://openalex.org/W3123129624
- https://openalex.org/W3167974492
- https://openalex.org/W3169826006
- https://openalex.org/W3184983733
- https://openalex.org/W3201283419
- https://openalex.org/W3210646501
- https://openalex.org/W3211435190
- https://openalex.org/W3217643212