[論文レビュー] A general quasi-local flat space/boson star transition model and holography

Peng Yan|arXiv (Cornell University)|Oct 20, 2017

Black Holes and Theoretical Physics被引用数 1

ひとこと要約

本稿では、St"uckelberg機構とボックス境界条件を用いて、平坦空間およびボソン星の遷移を一般化された準局所的モデルで提案し、境界付近でのスカラー場凝縮によって駆動される一次相転移を明らかにした。これは、ホログラフィックな絶縁体/超伝導体遷移と類似した顕著な類似性を示しており、臨界遷移点や遷移の順序は、スカラー質量およびSt"uckelberg機構に強く依存している。

ABSTRACT

We study a general flat space and boson star transition model on the asymptotically flat gravity background with St$\ddot{u}$ckelberg mechanism and box boundary conditions. Similar to holographic theories, we disclose properties of phase transitions mostly from the condensation of a parameter related to behaviors of scalar fields around the box boundary. We find new types of first order quasi-local thermodynamical transitions in this general model. We mainly study effects of the scalar mass and St$\ddot{u}$ckelberg mechanism on the critical phase transition points and the order of transitions. We also obtain solutions corresponding to higher energy states and examine stability of solutions with different energy states. Moreover, we mention that properties of transitions in this general asymptotically flat gravity system with box boundary conditions are strikingly similar to those in holographic insulator/superconductor transitions in the AdS gravity.

研究の動機と目的

• 漸近的に平坦な重力理論における平坦空間とボソン星の間の相転移を一般化された準局所的モデルで開発すること。
• St"uckelberg機構およびスカラー質量が臨界遷移点と遷移の順序をどのように決定するかを調査すること。
• 高エネルギー状態解の解析と、ボックス境界条件下でのそれらの安定性の評価。
• AdS重力理論におけるホログラフィックな絶縁体/超伝導体遷移と、この漸近的に平坦な系との類似性を明らかにすること。

提案手法

• コンfiningボックス境界を持つ漸近的に平坦な時空における、複素スカラー場がSt"uckelberg機構を介して結合された重力モデルを定式化する。
• スカラー場をボックスに局在化させる境界条件を課し、相転移の準局所的解析を可能にする。
• 境界付近でのスカラー場凝縮ダイナミクスを通じて熱力学的挙動を分析し、凝縮パラメータを主要な秩序パラメータとして扱う。
• 異なるエネルギー状態および遷移領域の解を得るために、結合されたアインシュタイン-スカラー方程式を数値的に解く。
• 既知のホログラフィックモデル、特にAdS重力理論における臨界的挙動と遷移の順序を比較する。
• 異なるエネルギー状態における熱力学的および力学的性質の分析を通じて、解の安定性を評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 St"uckelberg機構およびスカラー質量は、平坦空間およびボソン星系における準局所的相転移の臨界点と遷移の順序にどのように影響を与えるか。
• RQ2 ボックス境界付近でのスカラー場凝縮は、一次熱力学的相転移を駆動する上で果たす役割は何か。
• RQ3 この漸近的に平坦なモデルにおける相転移特性は、AdS重力理論におけるホログラフィックな絶縁体/超伝導体系のものとどの程度類似しているか。
• RQ4 高エネルギー状態解の特徴は何か。また、それらは基底状態の構成と比較して安定性にどのような差異を示すか。

主な発見

• 本モデルは、主にボックス境界付近でのスカラー場凝縮によって駆動される、新たなタイプの一次準局所的熱力学的相転移を示している。
• 臨界遷移点と遷移の順序は、スカラー質量およびSt"uckelberg機構の存在の両方によって顕著に影響を受ける。
• 高エネルギー状態に対応する解が得られ、それらの安定性が分析され、基底状態とは異なる顕著な熱力学的挙動を示していることが判明した。
• ボックス境界条件を有するこの漸近的に平坦な系における相転移ダイナミクスは、AdS重力理論におけるホログラフィックな絶縁体/超伝導体遷移と密接に類似している。