[论文解读] Gauss-Bonnet holographic superconductors in Born-Infeld electrodynamics with backreactions

Yunqi Liu, Peng Yan+1 more|arXiv (Cornell University)|Feb 16, 2012

Black Holes and Theoretical Physics被引用 10

一句话总结

本文研究了在Born-Infeld电动力学中包含完整反作用的Gauss-Bonnet全息超导体，表明更高曲率引力修正、非线性规范场效应以及反作用均一致地抑制标量毛发凝聚并增强体时空稳定性。结果表明，这些修正共同使超导相变更难形成，对电导率和临界温度的影响相似，表明引力与规范场非线性性之间存在统一的稳定作用。

ABSTRACT

We develop a general holographic superconductor away from the probe limit by considering the corrections both in the gravity and in the gauge matter fields. We find the consistent effects of the high curvature correction in the gravity, the nonlinear correction in the gauge matter field and the backreaction on the dynamics of bulk AdS background and boundary CFT. They all have the effect to protect the stability of the bulk spacetime and hinder the formation of the scalar hair condensation on the boundary.

研究动机与目标

• 通过将物质场对时空几何的反作用纳入考虑，发展一个超越探测极限的全息超导体模型。
• 研究Gauss-Bonnet引力修正与Born-Infeld非线性电动力学对标量毛发形成与相变的联合影响。
• 分析这些修正如何影响体AdS黑洞的稳定性以及边界CFT的动力学。
• 比较引力修正、规范场非线性性与反作用在决定临界温度和电导率方面的作用。

提出的方法

• 构建一个五维作用量，结合爱因斯坦-Gauss-Bonnet引力、Born-Infeld规范场以及带电复标量场，并包含反作用。
• 在包含反作用的一致试探解下，推导度规、规范场与标量场的完整耦合运动方程组。
• 在高温相中数值求解方程，以分析标量微扰与凝聚形成。
• 利用规范势的边界条件计算电导率，同时考虑完整反作用与非线性电动力学。
• 利用规范势的渐近行为提取光学电导率，并分析其频率依赖性。
• 系统性地改变Gauss-Bonnet耦合常数、Born-Infeld参数与反作用强度，研究其对临界温度与能隙结构的影响。

实验结果

研究问题

• RQ1 在Gauss-Bonnet-Born-Infeld全息超导体中，反作用的引入如何影响标量毛发的形成？
• RQ2 Gauss-Bonnet引力修正与Born-Infeld非线性电动力学的联合效应如何影响超导相变的临界温度？
• RQ3 非线性规范场与引力修正在影响体AdS黑洞背景稳定性方面有何比较？
• RQ4 Gauss-Bonnet参数、Born-Infeld耦合常数与反作用强度在多大程度上改变全息超导体中的电导率与能隙频率？
• RQ5 引力修正与规范场非线性性是否对有效质量与凝聚形成产生一致的影响？

主要发现

• Gauss-Bonnet耦合常数、Born-Infeld参数与反作用强度均抑制标量毛发凝聚，使超导相变更难形成。
• 引力曲率修正、规范场非线性性与反作用三种效应一致地稳定体时空，并延迟标量凝聚的出现。
• 随着Gauss-Bonnet耦合常数、Born-Infeld参数与反作用强度的增加，凝聚的临界温度降低。
• 随着Gauss-Bonnet或Born-Infeld参数的提高，电导率能隙频率增加，表明对低能激发的抑制更强。
• 标量场的有效质量以与凝聚抑制一致的方式被修改，表明所有三个参数均产生统一的影响。
• 光学电导率表现出一个能隙结构，其频率随Gauss-Bonnet与Born-Infeld参数的增加而上升，证实了它们相似的稳定作用。