对偶于黑洞的标度不变系统的热机
高能物理 - 理论
2025-10-01 v2 统计力学
广义相对论与量子宇宙学
摘要
根据全息原理，一个黑洞对偶于一个强耦合量子系统中的热态。全息原理最著名的例子之一是反德西特/共形场论（AdS/CFT）对偶。尽管对全息热力学已有广泛研究，但针对 CFT 热态的热机尚未被探索。我们构建了可逆热机，其工质由 CFT 的静态热平衡态组成。对于对偶于渐近 AdS 黑洞的热态，这实现了 Johnson 全息热机的具体化。我们计算了若干理想化热机的效率，如卡诺、布雷顿、奥托、狄塞尔和斯特林循环。大多数热机的效率可以从遵循标度不变性的 CFT 状态方程推导出来，我们将它们与理想气体的效率进行了比较。然而，对于一般的 CFT，斯特林效率仅在高温度或大体积区域由其特征温度和体积唯一确定。我们推导了对偶于 AdS-史瓦西黑洞的 CFT 态的斯特林效率的精确表达式，并比较了高温区域下与一般 CFT 的次领头阶修正。
引用
@article{arxiv.2502.03363,
title = {Heat engines for scale invariant systems dual to black holes},
author = {Nikesh Lilani and Manus R. Visser},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.03363},
year = {2025}
}
备注
11+7 pages, 6 figures; v2: clarified discussion of Carnot's theorem, added comparison with Johnson's work, matches published version in Nature Communications Physics