[論文レビュー] Thermalization of holographic Wilson loops in spacetimes with spatial anisotropy

Dmitry S. Ageev, I. Ya. Aref’eva+2 more|arXiv (Cornell University)|Jun 13, 2016

Black Holes and Theoretical Physics参考文献 77被引用数 21

ひとこと要約

本稿は、重力双対理論を用いて、重イオン衝突によって生成されるブースト不変で空間的に異方的なクォーク- gluon プラズマにおけるホログラフィックなウィルソン線の熱化を検討する。時間に依存するバイドヤ計量を用い、異方的効果により、横方向のウィルソン線が最も速く熱化することを発見した。横方向平面における擬似ポテンシャルはスクリーニングされたコーネル形を示し、ジェット遮断パラメータには方向依存性が見られた。

ABSTRACT

In this paper, we study behaviour of Wilson loops in the boost-invariant nonequilibrium anisotropic quark-gluon plasma produced in heavy-ion collisions within the holographic approach. We describe the thermalization studying the evolution of the Vaidya metric in the boost-invariant and spatially anisotropic background. To probe the system during this process we calculate rectangular Wilson loops oriented in different spatial directions. We find that anisotropic effects are more visible for the Wilson loops lying in the transversal plane unlike the Wilson loops with partially longitudinal orientation. In particular, we observe that the Wilson loops can thermalizes first unlike to the order of the isotropic model. We see that Wilson loops on transversal contours have the shortest thermalization time. We also calculate the string tension and the pseudopotential at different temperatures for the static quark-gluon plasma. We show that the pseudopotential related to the configuration on the transversal plane has the screened Cornell form. We also show that the jet-quenching parameter related with the average of the light-like Wilson loop exhibits the dependence on orientations.

研究の動機と目的

• ブースト不変で空間的に異方的なクォーク-グルーオン・プラズマにおける空間的ウィルソン線の熱化ダイナミクスをホログラフィーを用いて研究すること。
• 空間的異方性が、異なる空間方向に配向したウィルソン線の熱化時間に与える影響を調査すること。
• 異方的背景における静的なクォーク-反クォーク対のストリング定数と擬似ポテンシャルを計算すること。
• 光的ウィルソン線を用いてジェット遮断パラメータの方向依存性を検討すること。
• 同じ異方的背景において、ウィルソン線の熱化時間と2点相関関数およびエンタングルメント・エントロピーの熱化時間とを比較すること。

提案手法

• 重イオン衝突によって生成される異方的クォーク-グルーオン・プラズマの時間発展をモデル化するため、5次元のバルクで時間に依存するバイドヤ計量を用いる。
• 異なる空間方向（x, y₁, y₂）に無限に広がる長方形のウィルソン線を計算し、異方的効果を調べる。
• 落下する殻が最小表面を通過する時刻から、熱化時間をジオデシック近似を用いて計算する。
• 異方的背景における静的ウィルソン線の作用から、y₁y₂平面における擬似ポテンシャルを評価する。
• 光的ウィルソン線の期待値からジェット遮断パラメータを導出し、部分粒子のエネルギー損失に敏感であることを確認する。
• クォーク-反クォーク間隔が非常に大きい極限において、最小表面解の漸近的展開を適用する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 空間的異方性は、ブースト不変なクォーク-グルーオン・プラズマにおける空間的ウィルソン線の熱化時間にどのように影響するか？
• RQ2 異方的背景において、ウィルソン線の空間的配向（縦方向、横方向、混合）の中で、どの方向が最も速く熱化するか？
• RQ3 異方的 QGP における静的クォーク-反クォーク対の擬似ポテンシャルは、横方向平面でスクリーニングされたコーネル形を示すか？
• RQ4 光的ウィルソン線の空間的配向が、異方的プラズマにおけるジェット遮断パラメータにどのように依存するか？
• RQ5 同じ異方的背景において、ウィルソン線の熱化時間は2点相関関数およびエンタングルメント・エントロピーのそれと比べてどうなるか？

主な発見

• 横方向平面（y₁y₂）に配向したウィルソン線が最も短い熱化時間を示し、縦方向や混合配向と比較して、より速やかに均衡に達することを示している。
• 横方向平面におけるクォーク-反クォーク対の擬似ポテンシャルは、スクリーニングされたコーネル形を示し、ストリング定数およびスクリーニング長は異方性に依存する。
• ν = 4 の場合、クォーク-反クォーク間隔が大きい極限で、擬似ポテンシャルは −23.0 / ℓ_y₁ に比例し、mℓ_y₁¹⁰ に比例する高次の補正項が付加される。
• 光的ウィルソン線から導かれたジェット遮断パラメータは、空間的配向に明示的な依存性を示し、高速部分粒子の異方的エネルギー損失を確認した。
• ウィルソン線の熱化時間は、2点相関関数およびエンタングルメント・エントロピーのそれよりも短く、異方的系においてウィルソン線が最初に熱化することを示している。
• すべての観測量の熱化時間は、バイドヤ殻が最小表面を通過する時刻に依存し、縦方向と横方向で異なる式で表される。