近日，我院博士生郭森和导师梁恩维教授与西南交通大学合作，在黑洞热力学研究方面取得进展，研究成果以“Comparison of thermodynamic behaviors of two regular-AdS black holes”为题被期刊《Communications In Theoretical Physics》接收发表。

基于霍金辐射，广义相对论中的黑洞可以被当作一个热力学系统，我们可以尝试把经典热力学过程推广到黑洞上，这使得黑洞也可以像经典热力学系统一样产生相变。有研究表明，带电黑洞的相变与van der Waals流体相变类似。这些理论研究的核心在于把负的宇宙学常数看作热力学压强。另一方面，Bardeen和Hayward黑洞同作为正则黑洞解，其热力学方面存在的差异性一直未被研究。特别是，两个黑洞的相变方向是否一致，哪一个黑洞的相变更加接近于van der Waals系统。研究小组通过计算两个黑洞的物态方程，从P-V临界行为，Joule-Thomson膨胀等方面，全面的比较了两个黑洞之间的热力学差异。研究得出两个黑洞相变方向相反，并且Bardeen黑洞的相变更加类似于van der Waals流体。通过将冷热相变过程推广到两个黑洞中，发现在相同的磁荷和压力下，Hayward黑洞的反转温度总是高于Bardeen黑洞，这意味着必须存在更高的温度才能使得Hayward黑洞产生冷热相变。最后，通过计算比较两个黑洞的最小存在质量，零温残余和临界磁荷，发现Hayward黑洞的内视界和外视界更容易合并，同时奇点也更加容易暴露。

    论文作者：郭森（博士生），黄亚玲，梁恩维（通讯作者）。

    论文链接：https://arxiv.org/abs/2009.03519