[论文解读] Integrability, localization and lack of thermalization in holographic superconductivity

Xin Gao, Antonio M. Garcı́a-Garcı́a+2 more|arXiv (Cornell University)|Dec 5, 2012

Physics of Superconductivity and Magnetism被引用 6

一句话总结

本文利用反 de Sitter（AdS）孤子引力对偶研究了强耦合全息超导体中超导序参量的动力学。研究发现，准正规模（QNMs）完全为实数，表明存在无阻尼振荡且无热化现象，暗示系统可能因可积性或局域化机制而无法热化。

ABSTRACT

It is expected that, after a quench, an interacting quantum system eventually reaches thermal equilibrium. Here we show that this is not always the case. We investigate the dynamics of the order parameter of a strongly coupled superconductor after a quench by holographic techniques. The gravity dual that we employ is the AdS Soliton background at zero temperature. Time evolution is first investigated by computing the quasi normal modes (QNM) associated to the superconducting order parameter. QNM's are purely real which suggests undamped time oscillations of the order parameter which prevents thermalization of the dual field theory. Results for the time evolution of the order parameter after an abrupt change of the chemical potential are consistent with this picture. Inspired by previous results in weakly coupled superconductors and Mott insulators we discuss localization and integrability as potential physical mechanism behind the observed lack of thermalization.

研究动机与目标

• 研究强耦合全息超导体在量子淬火后是否发生热化。
• 考察AdS孤子背景在规范场论对偶中抑制热化的作用。
• 探讨可积性或局域化是否可解释观察到的非热化现象。
• 通过引力对偶框架中的准正规模（QNMs）分析序参量的时间演化。

提出的方法

• 采用AdS孤子背景作为零温超导体的引力对偶。
• 计算超导序参量的准正规模（QNMs）以分析其时间演化。
• 分析QNMs的性质——特别是其实部或虚部——以推断其阻尼或振荡行为。
• 通过突然改变化学势来模拟系统的瞬时扰动。
• 利用全息技术将规范场论的动力学映射为体内的引力微扰。
• 与弱耦合系统（如莫特绝缘体）类比，讨论可积性与局域化等潜在机制。

实验结果

研究问题

• RQ1 强耦合全息超导体在量子淬火后是否发生热化？
• RQ2 在AdS孤子背景中，超导序参量的准正规模（QNMs）具有何种性质？
• RQ3 可积性或局域化能否解释该系统中非热化现象的成因？
• RQ4 化学势的突然淬火如何影响序参量的时间演化？
• RQ5 实数与复数QNMs在决定热化行为方面分别起什么作用？

主要发现

• 超导序参量的准正规模（QNMs）完全为实数，表明存在无阻尼振荡。
• QNMs中无虚部，意味着无能量耗散，表明系统未发生热化。
• 化学势淬火后的时间演化模拟证实了序参量的持续振荡。
• 结果表明，由于缺乏衰变通道，系统保持在非热化、相干态。
• 可积性与局域化被提出为观察到的非热化现象的潜在机制。
• 研究结果与相互作用量子系统在淬火后通常会热化的普遍预期相悖。