[논문 리뷰] Accelerating Branes and the String/Black Hole Transition

David Kutasov|ArXiv.org|2005. 09. 22.

Quantum Electrodynamics and Casimir Effect참고 문헌 55인용 수 49

한 줄 요약

이 논문은 유클리드 및 민코프스키 시공간에서 라인어르 딜톤 배경의 테이크론 응축체에 의해 유도되는 '흐려진 사건의 지평선'의 발산을 통해 스트링/블랙홀 전이가 발생함을 제안한다. 헤어핀 브레인의 민코프스키 계속성에서 가속도가 증가함에 따라 D-브레인 궤적의 스트링적 흐림이 발생하며, 이는 유노-온도가 허거드론 온도에 도달할 때 발산한다—이는 블랙홀의 호킹 온도가 허거드론 온도에 도달할 때 비정규화 가능한 상태가 되는 것과 유사하다.

ABSTRACT

String theory in Euclidean flat space with a spacelike linear dilaton contains a D1-brane which looks like a semi-infinite hairpin. In addition to its curved shape, this ``hairpin brane'' has a condensate of the open string tachyon stretched between its two sides. The tachyon smears the brane and shifts the location of its tip. The Minkowski continuation of the hairpin brane describes a D0-brane freely falling in a linear dilaton background. Effects that in Euclidean space are attributed to the tachyon condensate, give rise in the Minkowski case to a stringy smearing of the trajectory of the D-brane by an amount that grows as its acceleration increases. When the Unruh temperature of the brane reaches the Hagedorn temperature of perturbative string theory in the throat, the rolling D-brane state becomes non-normalizable. We propose that black holes in string theory exhibit similar properties. The Euclidean black hole solution has a condensate of a tachyon winding around Euclidean time. The Minkowski manifestation of this condensate is a smearing of the geometry in a layer around the horizon. As the Hawking temperature, T_{bh}, increases, the width of this layer grows. When T_{bh} reaches the Hagedorn temperature, the size of this ``smeared horizon'' diverges, and the black hole becomes non-normalizable. This provides a new point of view on the string/black hole transition.

연구 동기 및 목표

• 유럽형 선형 딜톤 배경에서의 테이크론 응축체의 물리적 해석과 그 민코프스키 계속성에 대한 이해를 위한 것이다.
• 허거드론 온도에 도달할 때 비정규화 가능한 상태에서 윈딩 테이크론의 역할을 명확히 하기 위한 것이다.
• 굴러다니는 D-브레인의 비정규화성과 고호킹 온도에서 블랙홀 상태의 붕괴 사이의 유사성을 밝혀내기 위한 것이다.
• 스트링/블랙홀 전이가 개방 및 폐쇄된 스트링 섹터에서 모두 테이크론 응축체에 의해 유도된 흐려진 사건의 지평선의 발산을 통해 나타남을 제안하기 위한 것이다.
• 허거드론 온도를 임계 임계점으로 삼아 가속하는 D-브레인의 거동과 블랙홀의 열역학 간의 연결을 맺기 위한 것이다.

제안 방법

• 선형 딜톤 배경에 있는 D1-브레인인 헤어핀 브레인의 민코프스키 계속성을 분석한다—이 브레인의 양쪽 사이를 뻗어나가는 테이크론 응축체를 포함한다.
• 굴러다니는 D-브레인의 역학을 기술하기 위해 디라크-본-인펠트(DBI) 작용을 사용한다.
• 유럽형 헤어핀 브레인(윈딩 테이크론 응축체 포함)과 민코프스키 굴러다니는 D-브레인 상태 사이의 관계를 설정하기 위해 위크 회전을 적용한다.
• 민코프스키 공간에서 D-브레인 궤적의 흐림이 유럽형 공간에서의 테이크론 응축체의 물리적 표현임을 규명한다.
• 헤어핀 브레인에서의 테이크론 응축체 행동을 유럽형 블랙홀에서 유럽형 시간을 둘러싸는 폐쇄된 스트링 테이크론 응축체와 비교한다.
• 구간 내 페르투르바티브 스트링 이론의 허거드론 온도를 임계 임계점으로 삼아, 이에 도달하면 상태가 비정규화 가능해짐을 사용한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 유럽형 헤어핀 브레인에서의 테이크론 응축체는 무엇을 의미하며, 민코프스키 계속성에서 어떻게 나타나는가?
• RQ2 가속도가 증가함에 따라 D-브레인 궤적의 스트링적 흐림은 어떻게 성장하며, 어느 순간에 발산하는가?
• RQ3 굴러다니는 D-브레인 상태의 비정규화성과 고호킹 온도에서 블랙홀 상태의 붕괴 사이의 연결 고리는 무엇인가?
• RQ4 허거드론 온도는 스트링/블랙홀 전이의 임계 임계점으로서 D-브레인 및 블랙홀 시스템에서 어떻게 작용하는가?
• RQ5 블랙홀의 엔트로피와 기본 스트링 상태의 엔트로피가 허거드론 온도에서 일치할 수 있는가, 그리고 테이크론 응축체는 이 과정에서 어떤 역할을 하는가?

주요 결과

• 유럽형 헤어핀 브레인에서의 테이크론 응축체는 그 형태의 흐림을 유도하며, 이 흐림의 크기는 딜톤 기울기가 증가함에 따라 커진다.
• 민코프스키 계속성에서 이 흐림은 D-브레인 궤적의 스트링적 흐림으로 번역되며, 브레인의 가속도가 증가함에 따라 커진다.
• 이때 브레인의 유노-온도가 선형 딜톤 터널의 허거드론 온도에 도달하면 D-브레인 궤적의 흐림이 발산한다.
• 이 시점에서 굴러다니는 D-브레인 경계 상태는 비정규화 가능해지며, 이는 양자역학적 기술의 붕괴를 시사한다.
• 블랙홀의 경우, 호킹 온도가 허거드론 온도에 도달하면 유클리드 시간을 둘러싸는 윈딩 테이크론 응축체에 의해 '흐려진 사건의 지평선'의 너비가 발산한다.
• d차원 슈바르츠실트 블랙홀의 경우, 블랙홀의 엔트로피와 기본 스트링 상태의 엔트로피는 허거드론 온도에서 (d−3)/(d−2)의 요소를 제외하고 일치하며, 이는 전이점에서 자연스러운 일치를 시사한다.