Self-gravitating phase transitions: Point particles, black holes and strings

Norma G. Sanchez

doi:10.1016/j.crhy.2006.02.003

Self-gravitating phase transitions: Point particles, black holes and strings
[Transitions de phase en self-gravité : particules ponctuelles, trous noirs et cordes]

Norma G. Sanchez ¹

¹ Observatoire de Paris, LERMA, laboratoire associé au CNRS UMR 8112, 61, avenue de l'Observatoire, 75014 Paris, France

Comptes Rendus. Physique, Volume 7 (2006) no. 3-4, pp. 398-405.

Résumé
Abstract

Nous calculons l'entropie $S_{s} (m, j)$ des états microscopiques de masse m et spin j des cordes quantiques dans deux espaces–temps physiquement relevants : le trou noir en rotation (de Kerr) et l'espace–temps de de Sitter (dS). Nous trouvons une nouvelle formule pour l'entropie gravitationnelle quantique $S_{sem} (M, J)$ comme fonction de l'entropie de Bekenstein–Hawking $S_{sem}^{(0)} (M)$ . Nous calculons l'émission quantique des cordes par un trou noir avec constante cosmologique (bhdS). Dans tous ces cas : (i) cordes avec le spin maximal, et (ii) dans l'espace–temps de dS, (iii) trous noirs de grand moment angulaire, (iv) régime quantique de dS, (v) dernière étape d'évaporation bhdS, nous trouvons une nouvelle transition de phase avec la même caractéristique distinctive universelle : un point de ramification racine carrée à la transition, pour toute dimension de l'espace–temps. C'est le même comportement que pour le gaz auto gravitant de particules ponctuelles (transition de de Vega–Sanchez), définissant ainsi une nouvelle classe d'universalité.

We compute the quantum string entropy $S_{s} (m, j)$ of the microscopic string states of mass m and spin j in two physically relevant backgrounds: Kerr (rotating) black holes and de Sitter (dS) space–time. We find a new formula for the quantum gravitational entropy $S_{sem} (M, J)$ , as a function of the usual Bekenstein–Hawking entropy $S_{sem}^{(0)} (M, J)$ . We compute the quantum string emission by a black hole in de Sitter space–time (bhdS). In all the following cases: (i) strings with the highest spin, and (ii) in dS space–time, (iii) quantum rotating black holes, (iv) quantum dS regime, (v) late bhdS evaporation, we find a new gravitational phase transition with a common distinctive universal feature: a square root branch point singularity in any space–time dimensions. This is the same behavior as for the thermal self-gravitating gas of point particles (de Vega–Sanchez transition), thus describing a new universality class.

Publié le : 2006-04-01

DOI : 10.1016/j.crhy.2006.02.003

Keywords: Gravitational phase transitions, Rotating black holes, Strings, de Sitter, Self-gravitating gas
Mot clés : Transitions de phase gravitationnelle, Trous noirs de grand moment angulaire, Cordes, de Sitter, Gaz auto gravitant

Affiliations des auteurs :

Norma G. Sanchez ¹

¹ Observatoire de Paris, LERMA, laboratoire associé au CNRS UMR 8112, 61, avenue de l'Observatoire, 75014 Paris, France

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Norma G. Sanchez. Self-gravitating phase transitions: Point particles, black holes and strings. Comptes Rendus. Physique, Volume 7 (2006) no. 3-4, pp. 398-405. doi : 10.1016/j.crhy.2006.02.003. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/physique/articles/10.1016/j.crhy.2006.02.003/

Bibliographie
Cité par

[1] String Theory in Curved Space Times, A Collaborative Research Report (N. Sanchez, ed.), World Scientific, Singapore, 1998

[2] N.G. Sanchez Int. J. Mod. Phys. A, 19 (2004), p. 4173

[3] M. Ramon Medrano; N. Sanchez Phys. Rev. D, 60 (1999), p. 125014

[4] M. Ramon Medrano; N. Sanchez Phys. Rev. D, 61 (2000), p. 084030

[5] M. Ramon Medrano; N. Sanchez Mod. Phys. Lett. A, 18 (2003), p. 2537

[6] A. Bouchareb; M. Ramon Medrano; N.G. Sanchez | arXiv

[7] A. Bouchareb; M. Ramon Medrano; N.G. Sanchez | arXiv

[8] H.J. de Vega; N. Sanchez; H.J. de Vega; N. Sanchez; H.J. de Vega; N. Sanchez Nucl. Phys. B, 625 (2002), p. 409

[9] H.J. de Vega, N.G. Sanchez, Statistical mechanics of the self-gravitating gas: Thermodynamic limit, instabilities and phase diagrams, in this issue

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