POVEZNICE

elektronički izvori

OPEN ACCESS

Pozivamo članove Fizičkog odsjeka da dostave na e-mail kratki sažetak (MS Word ili plain text) s bar jednom slikom i opisom te referencama rada koji žele prezentirati.

Odlukom Vijeća PMF-a od 24.2.2017. afilijacije FO pišu se:  Department of Physics, Faculty of Science, University of Zagreb, Bijenička c. 32, 10000 Zagreb, Croatia


Termodinamika crnih rupa u prisustvu...

U znanstvenom radu [1], nedavno objavljenom u časopisu Physical Review D, Ana Bokulić i Ivica Smolić, zajedno sa suradnikom Tajronom Jurićem s Instituta Ruđer Bošković, rigorozno su izveli općenitu formu prvog zakona termodinamike za crne rupe u prisustvu nelinearnih elektromagnetskih (NLE) polja.

Termodinamički aspekti crnih rupa prvi su teorijski uvid u mikroskopsku prirodu gravitacijskog polja. Između ostalog, oni nam daju vezu među promjenama parametara crnih rupa kada u nju upada materija. Kako se fizikalni procesi oko crnih rupa mogu odvijati pri visokim energijama, zanimljivo je razmotriti na koji način uključivanje različitih modifikacija klasične Einstein–Maxwellove teorije mijenja mehaniku crnih rupa. U ovom radu fokus je na širokoj klasi elektromagnetskih teorija opisanih lagranžijanom koji je općenita glatka funkcija dvije osnovne elektromagnetske invarijante, Fab Fab i Fab *Fab. Primjerice, kvantne korekcije klasične Maxwellove teorije, zadane konvencionalnom kvantnom elektrodinamikom, pripadaju ovoj klasi (tzv. Euler–Heisenbergov lagranžijan).

Oslanjajući se na neke ranije rezultate o nasljeđivanju simetrija za nelinearna elektromagnetska polja [2], objavljenima u suradnji s Irenom Barjašić i Lukom Gulinom, ovdje je dokazano više inačica nultog zakona elektrodinamike crnih rupa, konstantnosti skalarnih potencijala na horizontu stacionarnih crnih rupa. Potom su upotrebom kovarijantnog formalizma faznog prostora izvedene dvije verzije prvog zakona termodinamike crnih rupa: onaj u kojem promatramo razlike između „bliskih“ ravnotežnih stanja u faznom prostoru i onaj u kojem promatramo fizikalni proces upadanja materije u crnu rupu (vidi sliku 1).

Konačno, u radu je temeljito prodiskutirana Smarrova formula, analogon klasične Gibbs–Duhemove relacije. Pokazano je kako se skalirajućim postupkom iz prvog zakona može izvesti formula konzistentna s onom koja je u direktom pristupu pomoću Bardeen–Carter–Hawkingove formule ranije izvedena u suradnji s Lukom Gulinom [3] (potonji rezultat prvo je poopćenje Smarrove formule za rotirajuće crne rupe u prisustvu NLE polja). Također, ovdje su izvedeni uvjeti pod kojima Smarrova formula zadržava linearnu formu.

Na ovaj su način u radu [1] po prvi put kompletirani svi osnovni elementi termodinamike crnih rupa u prisustvu NLE polja, čime se otvara mogućnost istraživanja preostalih pitanja poput onih o faznim prijelazima.

 

Slika 1: Prostornovremenski dijagram upadanja materije (označena sivom bojom) u crnu rupu (Σ0 je početna hiperploha procesa, Σ1 završna hiperploha procesa, a H horizont crne rupe)

 

[1] A. Bokulić, I. Smolić and T. Jurić: Black hole thermodynamics in the presence of nonlinear electromagnetic fields, Phys. Rev. D 103 (2021) 124059
poveznica: https://doi.org/10.1103/PhysRevD.103.124059  [https://arxiv.org/abs/2102.06213]

[2] I. Barjašić, L. Gulin and I. Smolić: Nonlinear electromagnetic fields and symmetries, Phys. Rev. D 95 (2017) 124037 [https://arxiv.org/abs/1705.00628]

[3] L. Gulin and I. Smolić: Generalizations of the Smarr formula for black holes with nonlinear electromagnetic fields, Class. Quantum Grav. 35 (2018) 025015 [https://arxiv.org/abs/1710.04660]

Autor: webmaster FO
Popis obavijesti