[論文レビュー] Gauss-Bonnet holographic superconductors in Born-Infeld electrodynamics with backreactions

Yunqi Liu, Peng Yan+1 more|arXiv (Cornell University)|Feb 16, 2012

Black Holes and Theoretical Physics被引用数 10

ひとこと要約

本稿は、完全なバックレアクションを伴うボーン＝インフェルト電磁力学におけるガウス＝ボンネのホログラフィック超伝導体を調査し、高次元曲率重力補正、非線形ゲージ場効果、およびバックレアクションが、スカラー髄膜凝縮を一貫して抑制し、バルク時空の安定性を高めることを示している。結果は、これらの補正が共に作用することで超伝導相転移の形成をより困難にし、導電率および臨界温度において類似の効果を示しており、重力的およびゲージ場の非線形性にわたる統一的な安定化効果があることを示している。

ABSTRACT

We develop a general holographic superconductor away from the probe limit by considering the corrections both in the gravity and in the gauge matter fields. We find the consistent effects of the high curvature correction in the gravity, the nonlinear correction in the gauge matter field and the backreaction on the dynamics of bulk AdS background and boundary CFT. They all have the effect to protect the stability of the bulk spacetime and hinder the formation of the scalar hair condensation on the boundary.

研究の動機と目的

• 物質場が時空幾何に与えるバックレアクションを含めることで、プローブ限界を越えたホログラフィック超伝導体モデルの構築を目的とする。
• ガウス＝ボンネ重力補正とボーン＝インフェルト非線形電磁力学の併せた効果がスカラー髄膜形成および相転移に与える影響を調査すること。
• これらの補正がバルクAdSブラックホールの安定性および境界CFTのダイナミクスに与える影響を分析すること。
• 重力補正、ゲージ場非線形性、およびバックレアクションが臨界温度および導電率を決定する上で果たす役割を比較すること。

提案手法

• アインシュタイン＝ガウス＝ボンネ重力、ボーン＝インフェルトゲージ場、およびバックレアクションを含む5次元作用を定式化する。
• バックレアクションを含む一貫したアンザッツのもとで、計量、ゲージ場、スカラー場の完全な連立運動方程式を導出する。
• 高温相における数値的解法によりスカラー摂動および凝縮形成を分析する。
• ベクトルポテンシャルの境界条件を用いて、完全なバックレアクションおよび非線形電磁力学を組み込んだ導電率を計算する。
• ベクトルポテンシャルの漸近的挙動を用いて光学的導電率を抽出し、その周波数依存性を分析する。
• ガウス＝ボンネ結合定数、ボーン＝インフェルトパラメータ、およびバックレアクション強度を体系的に変化させ、臨界温度およびギャップ構造への影響を調査する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 バックレアクションの組み込みが、ガウス＝ボンネ＝ボーン＝インフェルトホログラフィック超伝導体におけるスカラー髄膜の形成にどのように影響するか？
• RQ2 ガウス＝ボンネ重力補正とボーン＝インフェルト非線形電磁力学の併せた効果が、超伝導相転移の臨界温度に与える影響は何か？
• RQ3 非線形ゲージ場と重力補正は、バルクAdSブラックホール背景の安定性にどのように比較されるか？
• RQ4 ガウス＝ボンネパラメータ、ボーン＝インフェルト結合定数、およびバックレアクション強度が、ホログラフィック超伝導体における導電率およびギャップ周波数にどの程度影響を及ぼすか？
• RQ5 重力およびゲージ場非線形性の補正は、有効質量および凝縮形成に一貫した効果を及ぼすか？

主な発見

• ガウス＝ボンネ結合定数、ボーン＝インフェルトパラメータ、およびバックレアクション強度は、すべてスカラー髄膜凝縮を抑制し、超伝導相転移の形成を困難にする。
• 重力の曲率補正、ゲージ場の非線形性、およびバックレアクションという3つの効果は、一貫してバルク時空を安定化させ、スカラー凝縮の発現を遅らせる。
• 凝縮の臨界温度は、ガウス＝ボンネ結合定数、ボーン＝インフェルトパラメータ、およびバックレアクション強度が増加するにつれて低下する。
• 導電率のギャップ周波数は、ガウス＝ボンネまたはボーン＝インフェルトパラメータが高くなるにつれて増加し、低エネルギー励起のより強い抑制を示している。
• スカラー場の有効質量は、凝縮の抑制と整合的な形で変更され、3つのパラメータにわたる統一的な影響が示されている。
• 光学的導電率はギャップ構造を示し、その周波数はガウス＝ボンネおよびボーン＝インフェルトパラメータが高くなるにつれて増加する。これは、両者の類似した安定化役割を確認している。