基于替代相空间的带电 AdS 黑洞临界行为与微观结构

已有论证表明，若将宇宙学常数视为扩展相空间中的热力学变量，带电 AdS 黑洞具有与范德瓦尔斯流体系统相似的热力学行为。在本文中，我们揭示了带电 AdS 黑洞与范德瓦尔斯流体系统之间在不扩展相空间情况下的深层联系。我们将宇宙学常数保持为固定参数，转而将黑洞电荷的平方视为热力学变量。因此，我们将状态方程写为 $Q^{2}=Q^{2}(T,\Psi)$，其中 $\Psi$（$Q^{2}$ 的共轭）是比容的倒数，$\Psi=1/v$。这使我们能够完善带电 AdS 黑洞与范德瓦尔斯流体系统的类比，并推导出系统的相变以及临界指数。我们在这一新图像中识别出与范德瓦尔斯流体具有物理相关 Maxwell 构造的真实类比的热力学不稳定性。因此我们研究了 $Q^2-\Psi$ 图中等温线的临界行为，推断出系统的所有临界指数，并确定系统在临界点 $(T_c,Q^2_c, \Psi_c)$ 处表现出小-大黑洞相变。这一替代视角很重要，因为可以想象给定单个黑洞的此类变化，即获得电荷从而诱导相变。最后，我们利用热力学几何揭示了带电 AdS 黑洞的微观性质。有趣的是，我们发现标量曲率在小黑洞和大黑洞之间存在间隙，并且当沿相变线远离临界点时该间隙变得极大。因此，我们能够将黑洞的突然增大归因于相变处内部组分的强排斥性质。