Các soliton hấp dẫn, lỗ đen có tóc và chuyển pha trong lý thuyết trọng lực khối lượng BHT

Journal of High Energy Physics - Tập 2011 - Trang 1-18 - 2011
Alfredo Pérez1, David Tempo1, Ricardo Troncoso1
1Centro de Estudios Científicos (CECs), Valdivia, Chile

Tóm tắt

Các lỗ đen có tóc và soliton hấp dẫn trong không gian ba chiều được xem xét trong lý thuyết trọng lực khối lượng BHT ở trường hợp đặc biệt khi tồn tại một nghiệm đối xứng cực đại duy nhất. Theo phương pháp Brown-York với các hạng tử điều chỉnh thích hợp, nó được chỉ ra rằng soliton có khối lượng âm không thay đổi mà trùng với giá trị trong không gian thời gian AdS, bất kể giá trị của hằng số tích phân mô tả nó. Soliton do đó được coi là một trạng thái mặt đất suy biến được đánh dấu bởi một tham số modulus. Hành động Euclid được chứng minh là hữu hạn và không phụ thuộc vào tham số modulus và tóc cho cả hai loại nghiệm, tái tạo lại năng lượng tự do của lỗ đen có tóc. Tính bất biến theo modulus ngụ ý rằng tóc hấp dẫn sẽ được xác định bởi tham số modulus. Công thức Cardy được chứng minh là đồng nhất với entropy nửa cổ điển miễn là tham số modulus của trạng thái mặt đất được cố định một cách tự phát, gợi ý rằng lỗ đen có tóc đang ở trong một pha bị phá vỡ. Thực vậy, người ta phát hiện rằng nhiệt độ tới hạn T_c = (2πl)−1 đặc trưng cho một chuyển pha bậc nhất giữa lỗ đen có tóc tĩnh và soliton, điều này có thể xảy ra trong chế độ nửa cổ điển nhờ sự tồn tại của tóc hấp dẫn.

Từ khóa

#lỗ đen có tóc #soliton hấp dẫn #lý thuyết trọng lực khối lượng BHT #chuyển pha #nhiệt độ tới hạn

Tài liệu tham khảo

S. Deser, R. Jackiw and S. Templeton, Three-dimensional massive gauge theories, Phys. Rev. Lett. 48 (1982) 975 [SPIRES]. S. Deser, R. Jackiw and S. Templeton, Topologically massive gauge theories, Ann. Phys. 140 (1982) 372 [Erratum ibid. 185 (1988) 406 [Ann. Phys. 281 (2000) 409]. [SPIRES]. E.A. Bergshoeff, O. Hohm and P.K. Townsend, Massive gravity in three dimensions, Phys. Rev. Lett. 102 (2009) 201301 [arXiv:0901.1766] [SPIRES]. E.A. Bergshoeff, O. Hohm and P.K. Townsend, More on massive 3D gravity, Phys. Rev. D 79 (2009) 124042 [arXiv:0905.1259] [SPIRES]. M. Blagojevic and B. Cvetkovic, Hamiltonian analysis of BHT massive gravity, JHEP 01 (2011) 082 [arXiv:1010.2596] [SPIRES]. M. Blagojevic and B. Cvetkovic, Extra gauge symmetries in BHT gravity, JHEP 03 (2011) 139 [arXiv:1103.2388] [SPIRES]. M. Sadegh and A. Shirzad, Constraint structure of the three dimensional massive gravity, Phys. Rev. D 83 (2011) 084040 [arXiv:1010.2887] [SPIRES]. B. Tekin, Partially massless spin-2 fields in string generated models, hep-th/0306178 [SPIRES]. S. Deser and R.I. Nepomechie, Gauge invariance versus masslessness in de Sitter space, Ann. Phys. 154 (1984) 396 [SPIRES]. S. Deser and A. Waldron, Gauge invariances and phases of massive higher spins in (A)dS, Phys. Rev. Lett. 87 (2001) 031601 [hep-th/0102166] [SPIRES]. S. Deser and A. Waldron, Partial masslessness of higher spins in (A)dS, Nucl. Phys. B 607 (2001) 577 [hep-th/0103198] [SPIRES]. S. Deser, Ghost-free, finite, fourth order D = 3 (alas) gravity, Phys. Rev. Lett. 103 (2009) 101302 [arXiv:0904.4473] [SPIRES]. J. Oliva, D. Tempo and R. Troncoso, Three-dimensional black holes, gravitational solitons, kinks and wormholes for BHT masive gravity, JHEP 07 (2009) 011 [arXiv:0905.1545] [SPIRES]. G. Clement, Warped AdS 3 black holes in new massive gravity, Class. Quant. Grav. 26 (2009) 105015 [arXiv:0902.4634] [SPIRES]. G. Clement, Black holes with a null Killing vector in new massive gravity in three dimensions, Class. Quant. Grav. 26 (2009) 165002 [arXiv:0905.0553] [SPIRES]. E. Ayon-Beato, A. Garbarz, G. Giribet and M. Hassaine, Lifshitz black hole in three dimensions, Phys. Rev. D 80 (2009) 104029 [arXiv:0909.1347] [SPIRES]. E. Ayon-Beato, G. Giribet and M. Hassaine, Bending AdS waves with new massive gravity, JHEP 05 (2009) 029 [arXiv:0904.0668] [SPIRES]. M. Chakhad, Kundt spacetimes of massive gravity in three dimensions, arXiv:0907.1973 [SPIRES]. H. Ahmedov and A.N. Aliev, The general type N solution of new massive gravity, Phys. Lett. B 694 (2010) 143 [arXiv:1008.0303] [SPIRES]. H.L.C. Louzada, U. Camara dS and G.M. Sotkov, Massive 3D gravity big-bounce, Phys. Lett. B 686 (2010) 268 [arXiv:1001.3622] [SPIRES]. U.d. Camara and G.M. Sotkov, New massive gravity domain walls, Phys. Lett. B 694 (2010) 94 [arXiv:1008.2553] [SPIRES]. H. Ahmedov and A.N. Aliev, Type D solutions of 3D new massive gravity, Phys. Rev. D 83 (2011) 084032 [arXiv:1103.1086] [SPIRES]. H. Maeda, Black-hole dynamics in BHT massive gravity, JHEP 02 (2011) 039 [arXiv:1012.5048] [SPIRES]. I. Bakas and C. Sourdis, Homogeneous vacua of (generalized) new massive gravity, Class. Quant. Grav. 28 (2011) 015012 [arXiv:1006.1871] [SPIRES]. A. Ghodsi and M. Moghadassi, Charged black holes in new massive gravity, Phys. Lett. B 695 (2011) 359 [arXiv:1007.4323] [SPIRES]. M. Alishahiha and A. Naseh, Holographic renormalization of new massive gravity, Phys. Rev. D 82 (2010) 104043 [arXiv:1005.1544] [SPIRES]. I. Gullu, T.C. Sisman and B. Tekin, c-functions in the Born-Infeld extended new massive gravity, Phys. Rev. D 82 (2010) 024032 [arXiv:1005.3214] [SPIRES]. A. Sinha, On the new massive gravity and AdS/CFT, JHEP 06 (2010) 061 [arXiv:1003.0683] [SPIRES]. D. Grumiller, N. Johansson and T. Zojer, Short-cut to new anomalies in gravity duals to logarithmic conformal field theories, JHEP 01 (2011) 090 [arXiv:1010.4449] [SPIRES]. A. Sinha, On higher derivative gravity, c-theorems and cosmology, Class. Quant. Grav. 28 (2011) 085002 [arXiv:1008.4315] [SPIRES]. Y. Kwon, S. Nam, J.-D. Park and S.-H. Yi, Quasi normal modes for new type black holes in new massive gravity, Class. Quant. Grav. 28 (2011) 145006 [arXiv:1102.0138] [SPIRES]. J.D. Brown and M. Henneaux, Central charges in the canonical realization of asymptotic symmetries: an example from three-dimensional gravity, Commun. Math. Phys. 104 (1986) 207 [SPIRES]. L.F. Abbott and S. Deser, Stability of gravity with a cosmological constant, Nucl. Phys. B 195 (1982) 76 [SPIRES]. S. Deser and B. Tekin, Energy in generic higher curvature gravity theories, Phys. Rev. D 67 (2003) 084009 [hep-th/0212292] [SPIRES]. J.D. Brown and J.W. York, Jr., Quasilocal energy and conserved charges derived from the gravitational action, Phys. Rev. D 47 (1993) 1407 [gr-qc/9209012] [SPIRES]. M. Henningson and K. Skenderis, The holographic Weyl anomaly, JHEP 07 (1998) 023 [hep-th/9806087] [SPIRES]. V. Balasubramanian and P. Kraus, A stress tensor for Anti-de Sitter gravity, Commun. Math. Phys. 208 (1999) 413 [hep-th/9902121] [SPIRES]. O. Hohm and E. Tonni, A boundary stress tensor for higher-derivative gravity in AdS and Lifshitz backgrounds, JHEP 04 (2010) 093 [arXiv:1001.3598] [SPIRES]. G. Giribet and M. Leston, Boundary stress tensor and counterterms for weakened AdS3 asymptotic in new massive gravity, JHEP 09 (2010) 070 [arXiv:1006.3349] [SPIRES]. M. Bañados, C. Teitelboim and J. Zanelli, The black hole in three-dimensional space-time, Phys. Rev. Lett. 69 (1992) 1849 [hep-th/9204099] [SPIRES]. M. Bañados, M. Henneaux, C. Teitelboim and J. Zanelli, Geometry of the (2 + 1) black hole, Phys. Rev. D 48 (1993) 1506 [gr-qc/9302012] [SPIRES]. G. Giribet, J. Oliva, D. Tempo and R. Troncoso, Microscopic entropy of the three-dimensional rotating black hole of BHT massive gravity, Phys. Rev. D 80 (2009) 124046 [arXiv:0909.2564] [SPIRES]. S. Nam, J.-D. Park and S.-H. Yi, Mass and angular momentum of black holes in new massive gravity, Phys. Rev. D 82 (2010) 124049 [arXiv:1009.1962] [SPIRES]. S. Nam, J.-D. Park and S.-H. Yi, AdS black hole solutions in the extended new massive gravity, JHEP 07 (2010) 058 [arXiv:1005.1619] [SPIRES]. R.M. Wald, Black hole entropy is the Noether charge, Phys. Rev. D 48 (1993) 3427 [gr-qc/9307038] [SPIRES]. B. Mirza and Z. Sherkatghanad, Corrected entropy of the rotating black hole solution of the new massive gravity using the tunneling method and Cardy formula, Phys. Rev. D 83 (2011) 104001 [arXiv:1104.0390] [SPIRES]. R. Li, S. Li and J.-R. Ren, Hawking radiation of fermionic field and anomaly in 2 + 1 dimensional black holes, Class. Quant. Grav. 27 (2010) 155011 [arXiv:1005.3615] [SPIRES]. R. Banerjee, S.K. Modak and D. Roychowdhury, Thermodynamics of Hawking-Page phase transition in AdS black holes, arXiv:1106.3877. J.M. Maldacena and A. Strominger, AdS 3 black holes and a stringy exclusion principle, JHEP 12 (1998) 005 [hep-th/9804085] [SPIRES]. M. Henneaux, C. Martinez, R. Troncoso and J. Zanelli, Black holes and asymptotics of 2 + 1 gravity coupled to a scalar field, Phys. Rev. D 65 (2002) 104007 [hep-th/0201170] [SPIRES]. J.L. Cardy, Operator content of two-dimensional conformally invariant theories, Nucl. Phys. B 270 (1986) 186 [SPIRES]. A. Strominger, Black hole entropy from near-horizon microstates, JHEP 02 (1998) 009 [hep-th/9712251] [SPIRES]. F. Correa, C. Martinez and R. Troncoso, Scalar solitons and the microscopic entropy of hairy black holes in three dimensions, JHEP 01 (2011) 034 [arXiv:1010.1259] [SPIRES]. S. Carlip, Entropy from conformal field theory at Killing horizons, Class. Quant. Grav. 16 (1999) 3327 [gr-qc/9906126] [SPIRES]. F. Loran, M.M. Sheikh-Jabbari and M. Vincon, Beyond logarithmic corrections to Cardy formula, JHEP 01 (2011) 110 [arXiv:1010.3561] [SPIRES]. J. Oliva, D. Tempo and R. Troncoso, Static spherically symmetric solutions for conformal gravity in three dimensions, Int. J. Mod. Phys. A 24 (2009) 1588 [arXiv:0905.1510] [SPIRES]. N. Cruz and S. Lepe, On the thermal description of the BTZ black holes, Phys. Lett. B 593 (2004) 235 [hep-th/0404218] [SPIRES]. Y. Kurita and M.-a. Sakagami, CFT description of three-dimensional Hawking-Page transition, Prog. Theor. Phys. 113 (2005) 1193 [hep-th/0403091] [SPIRES]. B. Reznik, Thermodynamics and evaporation of the (2 + 1)-dimensions black hole, Phys. Rev. D 51 (1995) 1728 [gr-qc/9403027] [SPIRES]. R.-G. Cai, Z.-J. Lu and Y.-Z. Zhang, Critical behavior in 2 + 1 dimensional black holes, Phys. Rev. D 55 (1997) 853 [gr-qc/9702032] [SPIRES]. S. Carlip and C. Teitelboim, Aspects of black hole quantum mechanics and thermodynamics in (2 + 1)-dimensions, Phys. Rev. D 51 (1995) 622 [gr-qc/9405070] [SPIRES]. S.W. Hawking and D.N. Page, Thermodynamics of black holes in Anti-de Sitter space, Commun. Math. Phys. 87 (1983) 577 [SPIRES]. A. Pérez, D. Tempo and R. Troncoso, Dynamical structure of massive gravity theories in three dimensions, work in progress. M. Bañados, L.J. Garay and M. Henneaux, The dynamical structure of higher dimensional Chern-Simons theory, Nucl. Phys. B 476 (1996) 611 [hep-th/9605159] [SPIRES]. O. Chandía, R. Troncoso and J. Zanelli, Dynamical content of Chern-Simons supergravity, hep-th/9903204 [SPIRES]. O. Mišković, R. Troncoso and J. Zanelli, Canonical sectors of five-dimensional Chern-Simons theories, Phys. Lett. B 615 (2005) 277 [hep-th/0504055] [SPIRES]. O. Mišković, R. Troncoso and J. Zanelli, Dynamics and BPS states of AdS5 supergravity with a Gauss-Bonnet term, Phys. Lett. B 637 (2006) 317 [hep-th/0603183] [SPIRES]. J. Saavedra, R. Troncoso and J. Zanelli, Degenerate dynamical systems, J. Math. Phys. 42 (2001) 4383 [hep-th/0011231] [SPIRES]. N.D. Mermin and H. Wagner, Absence of ferromagnetism or antiferromagnetism in one-dimensional or two-dimensional isotropic Heisenberg models, Phys. Rev. Lett. 17 (1966) 1133 [SPIRES]. P.C. Hohenberg, Existence of long-range order in one and two dimensions, Phys. Rev. 158 (1967) 383 [SPIRES]. S.R. Coleman, There are no Goldstone bosons in two-dimensions, Commun. Math. Phys. 31 (1973) 259 [SPIRES]. D. Anninos, S.A. Hartnoll and N. Iqbal, Holography and the Coleman-Mermin-Wagner theorem, Phys. Rev. D 82 (2010) 066008 [arXiv:1005.1973] [SPIRES]. J. Ren, One-dimensional holographic superconductor from AdS 3 /CFT 2 correspondence, JHEP 11 (2010) 055 [arXiv:1008.3904] [SPIRES]. N. Lashkari, Holographic symmetry-breaking phases in AdS 3 /CFT 2, arXiv:1011.3520 [SPIRES]. Y. Liu, Q. Pan and B. Wang, Holographic superconductor developed in BTZ black hole background with backreactions, arXiv:1106.4353 [SPIRES].