[論文レビュー] Transport properties of non-conformal gluonic matter from compactified D4 branes

Chao Wu, Yidian Chen+1 more|arXiv (Cornell University)|Aug 17, 2015

Black Holes and Theoretical Physics参考文献 70被引用数 4

ひとこと要約

この論文は、コンpact化されたD4ブレーンに基づくホログラフィック枠組みにおいて、10次元D4ブレーン背景を3つのスカラー場を伴う5次元有効理論に次元削減することで、非 conformalなグルーオン系の一次輸送係数を、フラッド/重力双対性を用いて計算している。すべての剪切粘性係数および体積粘性係数が導出され、音速および体積粘性係数対剪切粘性係数比に関する先行研究と整合性が確認された。

ABSTRACT

We investigate non-conformal transport properties of gluonic matter via the fluid/gravity correspondence from compactified D4 branes. The D4-D6 model and the Sakai-Sugimoto (SS) model are two non-conformal holographic QCD models from top- down, whose background is the compactified D4 black branes under the near horizon limit. By using the dimensional reduction technique, we derive a 5D Einstein gravity minimally coupled with 3 scalar fields from the 10D D4 brane background. Following the boundary derivative expansion formalism of fluid/gravity correspondence, we obtain for the first time all the first order transport coefficients separately for non-conformal gluonic matter, and the ratio of the bulk to shear viscosity and the sound speed are consistent with former studies.

研究の動機と目的

• ホログラフィックQCD枠組みにおけるグルーオン系の非 conformal輸送特性を調査すること。
• コンパクト化されたD4ブレーンを用いて、非 conformal系へのフラッド/重力双対性の拡張を図ること。
• 次元削減を用いて10次元D4ブレーン背景から5次元有効重力理論を導出すること。
• 非 conformalグルーオン系のすべての一次輸送係数を独立に計算すること。
• 既知の非 conformal流体力学的制約と整合性を確認すること。

提案手法

• 近視点極限下でのコンパクト化されたD4ブラックブレーンの文脈において、フラッド/重力双対性を用いる。
• 次元削減を用いて10次元D4ブレーン背景を、3つのスカラー場に最小に結合された5次元有効理論に還元する。
• 境界微分展開形式を適用して、5次元重力作用から輸送係数を抽出する。
• D4-D6およびSakai-Sugimotoモデルを、非 conformalQCDに類似したダイナミクスのトップダウン実現とみなす。
• 5次元有効時空における線形化されたアインシュタイン方程式から輸送係数を導出する。
• 解析的チェックを通じて、既知の非 conformal流体力学的制約と整合性を保証する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 D4ブレーンホログラフィックモデルにおける非 conformalグルーオン系の一次輸送係数は何か？
• RQ2 非 conformalかつ強い結合グルーオン系において、体積粘性係数と剪切粘性係数はどのようにスケーリングするか？
• RQ3 このホログラフィック枠組みにおける非 conformalグルーオン系の音速は何か？
• RQ4 体積粘性係数対剪切粘性係数比は、非 conformalQCDに類似したモデルにおける以前の研究とどのように比較されるか？
• RQ5 フラッド/重力双対性は、コンパクト化されたD4ブレーン背景に一貫して適用可能か？

主な発見

• D4ブレーン背景を用いて、非 conformalグルーオン系において、初めて剪断粘性係数、体積粘性係数、および関連する輸送係数比のすべてが計算された。
• 体積粘性係数対剪断粘性係数比は、以前の非 conformalホログラフィックモデルに関する研究と整合していることが判明した。
• グルーオン系の音速が計算され、Sakai-SugimotoモデルおよびD4-D6モデルにおける以前の結果と一致した。
• 3つのスカラー場を伴う5次元有効重力理論は、非 conformalプラズマの流体力学的挙動をうまく捉えている。
• 10次元から5次元への次元削減手順は、フラッド/重力を介した輸送係数の導出に必要な構造を保持している。
• 結果は、強い結合グルーオン系を研究するための非 conformalかつコンパクト化されたDブレーン背景におけるフラッド/重力双対性の適用可能性を検証した。