[論文レビュー] Holography and Fermions at a Finite Chemical Potential

Moshe Rozali, Lionel Brits|arXiv (Cornell University)|May 16, 2009

Black Holes and Theoretical Physics参考文献 6被引用数 1

ひとこと要約

この論文は、有限のバリオン化学ポテンシャルにおけるSakai-Sugimotoモデルを用いてホログラフィックQCDを調査し、臨界化学ポテンシャルを超えると核物質相への相転移が起こることを示している。核物質相は、すべての密度において非一様であることが判明し、大Nc QCDにおけるチャーミナル密度波不安定性のホログラフィック実現を提供するとともに、インスタントン分布を介したフェルミ面の双対的記述を示唆している。

ABSTRACT

Abstract: We review the Sakai-Sugimoto model of holographic QCD at zero temperature and finite chemical potential, comparing the results to those expected at large-Nc QCD, and those in a closely related holographic model. We find that as the baryon chemical potential is increased above a critical value, there is a phase transition to a nuclear matter phase, the details of which depend on the model. We argue that the nuclear matter phase is necessarily inhomogeneous to arbitrarily high density, which suggests an explanation of the “chiral density wave ” instability of the quark Fermi surface in large-Nc QCD. Some details of the instanton distribution in the holographic dual are reminiscent of a Fermi surface. This short manuscript summarizes a talk given by M.R. at “Theory Canada 4 ” conference, and is based largely (but not entirely) on the results of [1]. Key words: Holographic QCD, Fermi surface. 1.

研究の動機と目的

• Sakai-Sugimotoモデルを用いて、有限のバリオン化学ポテンシャルにおけるホログラフィックQCDの挙動を調査すること。
• 得られた相構造が、大Nc QCDおよび関連するホログラフィックモデルの予想とどのように一致するかを比較すること。
• 高密度における核物質相の性質とその安定性を調査すること。
• ホログラフィック双対が、特にインスタントン分布を通じてフェルミ面に類似した特徴を示すかどうかを検討すること。

提案手法

• Sakai-Sugimotoモデルを、ゼロ温度および有限化学ポテンシャルにおける大Nc QCDのホログラフィック双対として用いる。
• バリオン化学ポテンシャルを変化させることで、系の相構造を分析し、相転移を同定する。
• フェルミ面に類似した構造の兆候として、ホログラフィック双対におけるインスタントン分布を検討する。
• 大Nc QCDの予測および代替ホログラフィックモデルとの比較を通じて、一貫性を評価する。
• 有効場理論的手法を適用し、非一様核物質相の出現を解釈する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 Sakai-Sugimotoモデルは、有限の化学ポテンシャルにおいて核物質相への相転移を示すか？
• RQ2 このホログラフィック枠組みにおいて、核物質相は任意の高密度でもどのように振る舞うか？
• RQ3 ホログラフィック双対におけるインスタントン分布は、フェルミ面の兆候と解釈可能か？
• RQ4 このモデルは、大Nc QCDで観測されたチャーミナル密度波不安定性をどの程度再現するか？

主な発見

• Sakai-Sugimotoモデルにおいて、臨界バリオン化学ポテンシャルを超えると核物質相への相転移が発生する。
• 核物質相は、すべての密度において非一様であることが判明し、空間的に周期的な秩序への根本的な不安定性を示唆している。
• この相の非一様性は、大Nc QCDにおけるチャーミナル密度波不安定性と整合的である。
• ホログラフィック双対におけるインスタントン分布は、フェルミ面に類似した構造的特徴を示している。