Thesis:

Termodinámica extendida para agujeros negros con campo escalar

In recent decades, thermodynamic aspects of black holes have been vastly studied. In the extended thermodynamics formalism, which incorporates a dynamical cosmological constant as a thermodynamic pressure, enriches the phase phenomena and criticality of gravitational systems. In this formalism, we are going to review the critical behavior of the Reissner-Nordström black hole where phase transitions similar to Van der Waals fluids appear, to show results of how adding a scalar field affects its criticality. In particular, we study a class of exact hairy charged AdS black hole solution of Einstein-Maxwell-scalar gravity and we found that in addition to Van der Waals like behavior, reentrant phase transitions are present, along with a novel phase transition, in which thermodynamic volume decreases instead of increasing in a large-small phase transition in both canonical and grand canonical ensemble.

En las últimas décadas, los aspectos termodinámicos de los agujeros negros han sido ampliamente estudiados. El formalismo termodinámico extendido, que incorpora una constante cosmológica dinámica como presión termodinámica, enriquece los fenómenos de fase y la criticidad de los sistemas gravitacionales. En este formalismo, revisaremos el comportamiento crítico del agujero negro de Reissner-Nordström, donde aparecen transiciones de fase similares a las de los fluidos de Van der Waals, para mostrar cómo la adición de un campo escalar afecta su criticidad. En particular, estudiamos una clase de solución exacta de agujero negro AdS cargado con pelos de la gravedad escalar de Einstein-Maxwell y encontramos que, además del comportamiento tipo Van der Waals, están presentes transiciones de fase reentrantes, junto con una nueva transición de fase, en la que el volumen termodinámico disminuye en lugar de aumentar en una transición de fase grande-pequeña tanto en el ensamble canónico como en el gran canónico.