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Comptes Rendus Physique
Volume 7, n° 3-4
pages 398-405 (avril-mai 2006)
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
Observatoire de Paris, LERMA, laboratoire associé au CNRS UMR 8112, 61, avenue de lʼObservatoire, 75014 Paris, France 


We compute the quantum string entropy   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  , as a function of the usual Bekenstein-Hawking entropy  . 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 . To cite this article: N.G. Sanchez, C. R. Physique 7 (2006).

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Nous calculons lʼentropie   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 lʼespace-temps de de Sitter (dS). Nous trouvons une nouvelle formule pour lʼentropie gravitationnelle quantique   comme fonction de lʼentropie de Bekenstein-Hawking  . Nous calculons lʼémission quantique des cordes par un trou noir avec constante cosmologique (bhdS). Dans tous ces cas : (i) cordes avec le spin maximal, et (ii) dans lʼespace-temps de dS, (iii) trous noirs de grand moment angulaire, (iv) régime quantique de dS, (v) dernière étape dʼévaporation 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 lʼespace-temps. Cʼest le même comportement que pour le gaz auto gravitant de particules ponctuelles (transition de de Vega-Sanchez), définissant ainsi une nouvelle classe dʼuniversalité . Pour citer cet article : N.G. Sanchez, C. R. Physique 7 (2006).

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Keywords : Gravitational phase transitions, Rotating black holes, Strings, de Sitter, Self-gravitating gas

Mots-clés : Transitions de phase gravitationnelle, Trous noirs de grand moment angulaire, Cordes, de Sitter, Gaz auto gravitant

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