[论文解读] Solidity of liquids: How Holography knows it

Matteo Baggioli, Kostya Trachenko|arXiv (Cornell University)|Jul 27, 2018

Quantum Electrodynamics and Casimir Effect参考文献 54被引用 19

一句话总结

该论文表明，全息自下而上的模型在横向模式中再现了动量空间的k-能隙，这与真实液体中观察到的类固态行为相吻合。该能隙随温度和弛豫时间的倒数而变化，表明液体的麦克斯韦-弗伦克尔框架可能可扩展至强耦合量子场论和相对论性系统。

ABSTRACT

Recently, it has been realized that liquids are able to support solid-like transverse modes with an interesting gap in momentum space developing in the dispersion relation. We show that this gap is also present in simple holographic bottom-up models, and it is strikingly similar to the gap in liquids in several respects. Firstly, the appropriately defined relaxation time in the holographic models decreases with temperature in the same way. More importantly, the holographic k-gap increases with temperature and with the inverse of the relaxation time. Our results suggest that the Maxwell-Frenkel approach to liquids, involving the additivity of liquid hydrodynamic and solid-like elastic responses, can be applicable to a much wider class of physical systems and effects than thought previously, including relativistic models and strongly coupled quantum field theories.

研究动机与目标

• 研究全息模型是否能再现液体中观察到的类固态横向模式。
• 检查全息系统中动量空间k-能隙的行为，并与实验液体行为进行比较。
• 检验原本用于液体的麦克斯韦-弗伦克尔框架在更广泛强耦合系统类别中的适用性。
• 探索全息模型中k-能隙随温度和弛豫时间的变化规律。

提出的方法

• 采用自下而上的全息模型，模拟具有引力对偶的强耦合场论。
• 分析横向模式的色散关系，以识别动量空间k-能隙的存在及其结构。
• 在全息框架中定义并计算弛豫时间，以与液体动力学进行比较。
• 将k-能隙和弛豫时间的温度依赖性与已知的液体行为进行对比。
• 利用全息对偶性，将场论响应映射为高维体中的引力响应。

实验结果

研究问题

• RQ1 全息模型能否再现液体类行为特征的横向模式中的k-能隙？
• RQ2 与真实液体相比，全息模型中的k-能隙如何随温度和弛豫时间变化？
• RQ3 麦克斯韦-弗伦克尔框架——结合流体动力学与弹性响应——在强耦合量子场论中的适用范围有多大？
• RQ4 弛豫时间在决定全息系统中k-能隙结构方面起什么作用？

主要发现

• 全息模型在横向模式中表现出与真实液体中观察到的相似的动量空间k-能隙。
• 全息模型中的弛豫时间随温度升高而减小，其变化方式与液体一致。
• k-能隙随温度升高和弛豫时间倒数增大而增大，与实验液体中的行为一致。
• 这种相似的标度行为表明，液体中流体动力学与弹性响应之间存在深层联系，该联系也存在于全息系统中。