[論文レビュー] Integrability, localization and lack of thermalization in holographic superconductivity

Xin Gao, Antonio M. Garcı́a-Garcı́a+2 more|arXiv (Cornell University)|Dec 5, 2012

Physics of Superconductivity and Magnetism被引用数 6

ひとこと要約

この論文は、AdSソリトン重力双対を用いて、強い結合 holographic 超伝導体における超伝導秩序パラメータのダイナミクスを調査している。純粋に実数の準正規モード（QNMs）が得られ、減衰のない振動と熱化の不在を示しており、非熱化のメカニズムとして可積分性または局在化が関与している可能性を示唆している。

ABSTRACT

It is expected that, after a quench, an interacting quantum system eventually reaches thermal equilibrium. Here we show that this is not always the case. We investigate the dynamics of the order parameter of a strongly coupled superconductor after a quench by holographic techniques. The gravity dual that we employ is the AdS Soliton background at zero temperature. Time evolution is first investigated by computing the quasi normal modes (QNM) associated to the superconducting order parameter. QNM's are purely real which suggests undamped time oscillations of the order parameter which prevents thermalization of the dual field theory. Results for the time evolution of the order parameter after an abrupt change of the chemical potential are consistent with this picture. Inspired by previous results in weakly coupled superconductors and Mott insulators we discuss localization and integrability as potential physical mechanism behind the observed lack of thermalization.

研究の動機と目的

• 強い結合 holographic 超伝導体が量子クイルの後、熱化するかを調査すること。
• AdSソリトン背景が双対場理論における熱化を防ぐ役割を果たすかを検討すること。
• 可積分性または局在化が、観察された非熱化を説明できるかを検討すること。
• 重力双対フレームワーク内で準正規モード（QNMs）を用いて、秩序パラメータの時間発展を分析すること。

提案手法

• 零温度超伝導体の重力双対としてAdSソリトン背景を採用すること。
• 秩序パラメータの準正規モード（QNMs）を計算し、その時間発展を分析すること。
• QNMsの性質—特に実部または虚部の有無—を分析して、減衰または振動的挙動を推論すること。
• 化学ポテンシャルの急激なクイルを実行して、系への突然の摂動を模擬すること。
• ホログラフィック技術を用いて、場理論のダイナミクスをボリューム内の重力摂動に写像すること。
• 弱い結合系（例：モット絶縁体）との類似性を考察し、可積分性や局在化といった可能性のあるメカニズムを議論すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 強い結合 holographic 超伝導体は、量子クイルの後、熱化するか？
• RQ2 AdSソリトン背景における超伝導秩序パラメータの準正規モード（QNMs）の性質は何か？
• RQ3 可積分性または局在化は、この系における熱化の欠如を説明できるか？
• RQ4 化学ポテンシャルの急激なクイルは、秩序パラメータの時間発展にどのように影響するか？
• RQ5 実数部と虚数部を持つQNMsの違いが、熱化挙動に果たす役割は何か？

主な発見

• 超伝導秩序パラメータの準正規モード（QNMs）は、純粋に実数であり、減衰のない振動を示している。
• QNMsに虚部が存在しないことは、エネルギーの散逸がないことを意味し、系が熱化しないことを示唆している。
• 化学ポテンシャルのクイル後の時間発展シミュレーションでは、秩序パラメータの持続的振動が確認された。
• 結果は、崩壊チャネルが存在しないため、系が非熱的でコherent状態に保たれていることに一致している。
• 可積分性と局在化は、観察された非熱化の背後にある可能性のあるメカニズムとして提案されている。
• これらの発見は、相互作用する量子系がクイル後に一般に熱化すると予想されるという一般的な期待とは対照的である。