[論文レビュー] Toward the AdS/CFT gravity dual for High Energy Heavy Ion Collisions

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

Black Holes and Theoretical Physics被引用数 8

ひとこと要約

この論文は、強い結合N=4 SYM理論における高エネルギー重イオン衝突の重力双対を、非動的クォークの2つの衝突する壁の間を張られた古典的ストリングを用いて提案する。ストリングは急速にラピディティにおいて長方形の形状に発展し、ジャンイク＝ペシュァンスキー型ブラックホール幾何における3次元膜を形成する。すべての物体は、その後退する事象の地平線に一様に近づく。

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.

研究の動機と目的

• 強い結合N=4 SYM理論における高エネルギー重イオン衝突の重力双対を構築すること。
• 非動的重クォーク壁を古典的ストリングダイナミクスの源として用いて衝突をモデル化すること。
• 衝突軸に沿って張られたストリングの振る舞いとその集団的ダイナミクスを分析すること。
• 完全な解を、物質膜で分離された2つの真空アインシュタイン解の近似として扱うこと。
• 膜の進化をジャンイク＝ペシュァンスキーのストレッチングブラックホール解と同一視すること。

提案手法

• N=4 SYM理論において、非動的重クォークおよび反クォークで構成される2つの衝突する壁を用いて衝突をモデル化すること。
• ストリングの端点が2つの後退する壁に接続されている状況を、古典的ストリング近似で記述すること。
• ラピディティ座標系（r-出現）におけるストリングダイナミクスを分析し、急速な長方形プロファイルの形成を示すこと。
• 多数の張られたストリングが集団的に有効なストレssエネルギーを有する3次元膜を形成すると仮定すること。
• 完全な時空幾何を、物質膜によって分離された2つのアインシュタイン方程式の真空解の近似として扱うこと。
• 1つの解がジャンイク＝ペシュァンスキーのストレッチングブラックホールであると特定し、一様な地平線への到達を分析すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 AdS/CFTの文脈において、高エネルギー重イオン衝突の重力双対はどのように構築可能か？
• RQ2 古典的近似において、2つの衝突するクォーク壁の間を張られたストリングにどのようなダイナミクス的振る舞いが現れるか？
• RQ3 多数の張られたストリングの集団的振る舞いは、バルク内に3次元膜としてモデル化可能か？
• RQ4 物質の存在下で、膜の進化はアインシュタイン方程式の既知の解とどのように関係するか？
• RQ5 系内のすべての物理的対象は、初期条件に依存せず、ジャンイク＝ペシュァンスキーのブラックホールの地平線に一様に近づくか？

主な発見

• 2つの衝突する壁の間を張られたストリングは、急速にラピディティにおいて長方形のプロファイルを発展させ、中心部はラピディティに依存しない自由落下状態となる。
• 多数の張られたストリングの集団的ダイナミクスは、バルク内に非自明なストレssエネルギーを持つ3次元膜として効果的にモデル化可能である。
• 完全な時空幾何は、物質膜によって分離された2つのアインシュタイン方程式の真空解の近似として良好に近似可能である。
• 2つの真空解の1つは、ジャンイク＝ペシュァンスキーのストレッチングブラックホール解と同一視される。
• 系内のすべての物理的対象は、初期条件に依存せず、このブラックホールの地平線に一様に近づく。