我校學者在黑洞相變結構研究中取得進展_學術聚焦

我校醫學技術學院量子交叉研究中心木本榮副教授團隊在黑洞相變研究領域取得進展。相關研究成果以“Probing phase structure of black holes with Lyapunov exponents（用李亞普諾夫指數探測黑洞的相結構）”為題，于2022年8月27日發表于Journal of High Energy Physics (JHEP)期刊。成都中醫藥大學醫學技術學院為論文第一單位，木本榮副教授為論文唯一通訊作者。

另外，木本榮副教授團隊于2022年1月在PHYSICAL REVIEW D上以Joule-Thomson expansion of lower-dimensional black holes為題發表了研究成果，該研究是國內外首次研究低維黑洞的焦耳-湯姆遜膨脹效應。至此，我校木本榮副教授團隊已經分別在Journal of High Energy Physics、PHYSICAL REVIEW D和EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL C等三大物理學自然指數期刊發表相關學術研究成果，有力提升了我校物理學研究的水平。

黑洞相變相關的研究一直是物理學研究的熱點。特別是2020年英國理論物理學家羅杰·彭羅斯（Roger Penrose）、德國天文學家賴因哈德·根策爾（Reinhard Genzel）、美國天文學家安德莉亞·蓋茲（Andrea Ghez）因黑洞奇點等相關研究獲得諾貝爾物理學獎，進一步確認了黑洞物理學研究的前沿性與重要性。黑洞內部結構的研究一直處于研究的熱點，但目前無完備的研究成果體系解決這一國際難題。研究團隊首次嘗試用李亞普諾夫指數探索黑洞內部結構。

研究團隊推測李亞普諾夫指數與黑洞相變之間存在某種關系，然后分別計算黑洞視界面附近粒子和環弦運動的李亞普諾夫指數，發現：當黑洞電荷小于臨界電荷時，李亞普諾夫指數為溫度函數的三個分支，對應三個共存的黑洞相；當電荷大于臨界電荷時，李亞普諾夫指數是溫度的單值函數，與一個黑洞相一致；且在一階相變時，李亞普諾夫指數?λ中的不連續可以作為描述黑洞相變的一階參數。所以李亞普諾夫指數是研究黑洞相結構的有效工具，它為黑洞熱力學的研究打開了一個新的窗口。

本研究獲得國家自然科學基金面上項目（No. 11747171）、成都中醫藥大學“杏林學者”學科人才科研提升計劃（No. QNXZ2018050）等基金資助。