[논문 리뷰] Toward the AdS/CFT gravity dual for High Energy Heavy Ion Collisions

Shu Lin, Edward Shuryak|arXiv (Cornell University)|2006. 10. 13.

Black Holes and Theoretical Physics인용 수 8

한 줄 요약

이 논문은 강한 상호작용을 가진 N=4 SYM 이론에서 고에너지 중이온 충돌의 중력 이중성을 고전적 끈이 두 충돌하는 비역동적 쿼크 벽 사이에 펴져 있는 끈을 통해 제안한다. 이 끈들은 빠르게 빠르기 성분에서 직사각형 형태로 변형되며, 3차원 막으로 발전하는 것으로 나타나며, 이 막은 Janik-Peschanski 유형의 블랙홀 기하학 아래에서 진화한다. 모든 물체는 이 후퇴하는 사건의 지평선으로 유일하게 접근한다.

ABSTRACT

In the context of the AdS/CFT correspondence we discuss the gravity dual of a heavy-ion-like collision in a strongly coupled ${\\cal N}=4$ SYM gauge theory. We suggest a setting in which two colliding walls are made of non-dynamical heavy quarks and antiquarks, which allows to treat the process in classical string approximation. Some string have ends on two outgoing walls, and thus are being ``stretched'' along the collision axes. We discuss motion in these strings in a considerable detail, concluding that they rapidly become ``rectangular'' in $\ au-y$ coordinates, with a free-falling rapidity-independent central part. Assuming that multiple stretching strings create a 3d stretching membrane, we discuss motion of such membrane as well. We then argue that a complete solution can be approximated by two different vacuum solutions of Einstein eqns, with matter membrane separating them. We identify one of this solution with Janik-Peschanski stretching black hole solution, and show that all objects approach its (retreating) horizon in an universal manner.

연구 동기 및 목표

• 강한 상호작용을 가진 N=4 SYM 이론에서 고에너지 중이온 충돌에 대한 중력 이중성을 구축하는 것.
• 비역동적 무거운 쿼크 벽을 고전적 끈 역학의 원천으로 사용하여 충돌을 모델링하는 것.
• 충돌 축을 沿해 펴진 끈의 행동과 그 집합적 역학을 분석하는 것.
• 전체 해를 두 개의 진공 아인슈타인 해로 나누어 물질 막으로 근사하는 것.
• 막의 진화를 Janik-Peschanski 스트레칭 블랙홀 해와 동일시하는 것.

제안 방법

• N=4 SYM 이론에서 비역동적 무거운 쿼크와 반쿼크로 이루어진 두 벽이 충돌하는 것으로 충돌를 모델링한다.
• 두 출구 벽에 끝점이 있는 끈을 기술하기 위해 고전적 끈 근사를 사용한다.
• r-등장 좌표계에서 끈 역학을 분석하여 직사각형 프로파일이 빠르게 형성됨을 보여준다.
• 여러 개의 늘어진 끈이 효과적인 스트레스-에너지를 가진 3차원 막을 공동으로 형성한다고 가정한다.
• 전체 시공간 기하학을 막으로 분리된 두 개의 아인슈타인 방정식의 진공 해로 근사한다.
• 한 해를 Janik-Peschanski 스트레칭 블랙홀로 식별하고, 유일한 지평선 접근 현상을 분석한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 AdS/CFT의 맥락에서 고에너지 중이온 충돌에 대한 중력 이중성을 어떻게 구성할 수 있는가?
• RQ2 고전적 근사에서 두 충돌하는 쿼크 벽 사이에 펴진 끈에서 어떤 역학적 행동이 나타나는가?
• RQ3 많은 늘어진 끈의 집합적 행동은 부스러기 내에서 3차원 막으로 모델링될 수 있는가?
• RQ4 물질 존재 조건 하에서 아인슈타인 방정식의 알려진 해와 막의 진화는 어떻게 관련되는가?
• RQ5 시스템 내 모든 물리적 물체는 초기 조건에 관계없이 Janik-Peschanski 블랙홀의 지평선으로 유일하게 접근하는가?

주요 결과

• 두 충돌하는 벽 사이에 펴진 끈들은 빠르기 성분에서 빠르게 직사각형 프로파일을 형성하며, 중심 영역은 자유낙하 상태이며 빠르기 성분과 독립적이다.
• 많은 늘어진 끈의 집합적 역학은 부스러기 내에서 비자명한 스트레스-에너지가 있는 3차원 막으로 효과적으로 모델링될 수 있다.
• 전체 시공간 기하학은 막으로 분리된 두 개의 아인슈타인 방정식의 진공 해로 잘 근사된다.
• 진공 해 중 하나는 Janik-Peschanski 스트레칭 블랙홀 해로 식별된다.
• 시스템 내 모든 물리적 물체는 초기 조건에 관계없이 이 블랙홀의 지평선으로 유일하게 접근한다.