[논문 리뷰] Emergent entropic nature of fundamental interactions

Emre Di̇l, Tuğrul Yumak|arXiv (Cornell University)|2017. 02. 11.

Cosmology and Gravitation Theories인용 수 1

한 줄 요약

이 논문은 허롤린데의 엔트로피적 중력 제안을 확장하여 히스테리컬 원리와 엔트로피 변화를 통해 전자기력—정전기력과 자력 모두—를 엔트로피적으로 유도함으로써 모든 기본 힘을 통합하려는 시도를 한다. 이 프레임워크를 강한 및 약한 핵력으로 일반화하여 공변 엔트로피 맥스웰 방정식을 도출하고, 모든 기본 상호작용의 통합된 엔트로피 기원을 제안한다.

ABSTRACT

In this paper, we generalize Verlinde's entropic gravity proposal on the other fundamental interactions of nature. We begin by introducing the entropic origin of the Coulomb's electrostatic force, and then the magnetic force, by assuming the holographic principle holds when a charged particle approaches a screen enclosing the emerged part of the spacetime due to a source. We assume that the entropy of the screen changes when the charge approaches as in the Verlinde's approach. Thereafter, we obtain the entropic Maxwell equations in both classical and covariant form by means of the holographic principle hold for the source. Considering the gauge covariant structure of the fundamental forces, we implicitly generalize the entropic origin of the electromagnetic force into the strong and weak nuclear forces. The possibility of the entropic origin of the all fundamental forces of nature is assumed to make a meaningful contribution to the unification scheme of the fundamental forces.

연구 동기 및 목표

• 히스테리컬 원리를 사용하여 허롤린데의 엔트로피적 중력 이론을 전자기력으로 확장한다.
• 히스테리컬 스크린에서의 엔트로피 변화를 통해 정전기력과 자력의 엔트로피 기원을 도출한다.
• 게이지 공변성 구조를 사용하여 엔트로피 프레임워크를 강한 및 약한 핵력으로 일반화한다.
• 모든 기본 상호작용이 엔트로피와 통합된 기원을 가지는 이론적 통합을 제안함으로써 양자 중력 이론으로의 한 걸음으로 삼는다.

제안 방법

• 전하가 시공간을 둘러싸는 스크린에 가까워질 때 히스테리컬 원리가 적용된다고 가정한다.
• 전하가 가까워질 때의 스크린에서의 엔트로피 변화를 중력의 경우와 유사하게 모델링한다.
• 엔트로피 변화와 히스테리컬 제약 조건을 사용하여 엔트로피 맥스웰 방정식의 고전적 및 공변 형태를 유도한다.
• 게이지 공변성 구조를 사용하여 엔트로피 기원을 전자기력에서 강한 및 약한 힘으로 일반화한다.
• 일관된 히스테리컬 프레임워크 내에서 모든 기본 힘에 동일한 엔트로피 기반 메커니즘을 적용한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 정전기력은 히스테리컬 스크린에서의 엔트로피 변화로부터 유도될 수 있는가?
• RQ2 자기력 역시 동일한 히스테리컬 원리를 사용하여 엔트로피적으로 도출될 수 있는가?
• RQ3 유도된 엔트로피 방정식은 표준 공변 맥스웰 방정식 형태를 재현하는가?
• RQ4 전자기력의 엔트로피 기원은 강한 및 약한 핵력으로 일반화될 수 있는가?
• RQ5 모든 기본 힘이 엔트로피와 히스테리컬 원리에서 기인하는 일관된 프레임워크가 존재하는가?

주요 결과

• 전하가 가까워질 때 히스테리컬 스크린에서의 엔트로피 변화로부터 기인하는 엔트로피적 힘으로서 정전기력이 도출된다.
• 유사하게 자기력도 엔트로피 변화를 통해 도출되며, 엔트로피 메커니즘이 전자기 상호작용으로 확장된다.
• 히스테리컬 및 엔트로피 기반 프레임워크에서 공변 및 고전적 엔트로피 맥스웰 방정식이 성공적으로 도출된다.
• 기본 힘의 게이지 공변성 구조는 엔트로피 기원이 강한 및 약한 핵력으로 암묵적으로 일반화될 수 있음을 가능하게 한다.
• 논문은 모든 기본 상호작용이 엔트로피와 히스테리컬 원리에서 기인하는 통합된 체계를 제안하며, 더 깊은 이론적 통일성을 시사한다.