[新聞] 科學家將反德西特/共形場論用在宇宙學
1.媒體來源:
外媒 Phys.org
2.記者署名:
Ingrid Fadelli
3.完整新聞標題:
Researchers apply the anti-de Sitter/conformal field theory to cosmology
4.完整新聞內文:
反德西特/共形場論(AdS/CFT)對偶-又稱為規範/重力對偶-假設兩種物理理論(AdS時空
和CFT的重力理論)之間的關係存在。在過去的幾十年中,規範/重力對偶結構已在科學研
究領域中被廣泛應用,一些研究人員就試圖用AdS/CFT來推動全量子引力理論的發展。
馬里蘭大學的研究人員最近探究了這種理論結構在宇宙學研究中的潛力。在發表於《自然
物理學》的一篇論文中,他們展示了如何透過結合AdS/CFT要素以在微觀上實現先前提出
的宇宙學模型。
這項研究的成員之一Stefano Antonini說:“我們的工作建立在兩個想法的交匯點-第一個
是AdS/CFT對偶-量子重力理論中被研究最深入的框架之一。”
AdS/CFT是將"漸近AdS時空中的引力理論"與"不考慮重力且少一維度"的CFT之間的關係進
行理論化。Antonini和他的同事Brian Swingle問自己:是否可能使用這種理論結構來描述
宇宙的演化,該理論構造迄今主要用於其他研究主題。
“試圖回答這個問題時,第二個想法開始起作用:Randall-Sundrum模型及其延伸理論認
為我們的四維宇宙可能是嵌在五維漸近AdS時空中的四維膜”Antonini說 。
他們的研究以Swingle等人發表在《高能物理雜誌》的論文為基礎。這項舊研究探索某些
高能全息CFT態對應黑洞微觀狀態的可能性-該微觀狀態具有"終結於世界盡頭(ETW)膜"
這種特殊結構。
在弦論及相關理論中,膜是一種可在時空中依循量子力學定律傳播的動態物體。在新論文
中,研究人員試圖透過證明"與帶電黑洞結構成對偶"的特定CFT態存在來確認一種可以在
AdS/CFT對偶中研究Randall-Sundrum膜世界的方法。(帶電黑洞結構涉及一種存在於第二
漸近區域的ETW膜,它在黑洞視界間來回跳動)
Antonini說:“眾所周知,五維AdS黑洞時空中的四維膜運動對膜上的觀察者來說就像是四
維FLRW度規宇宙的演化。觀察者跟我們一樣,不知道第五維度的存在。但是,為了讓膜世
界模型有意義,觀察者還必須將重力等效地視為四維-就像原始的Randall-Sundrum模型那
樣。然而因為巨大黑洞的存在,這種“重力局域化”現象特別難找到。”
Antonini和他的同事提出的模型表明:在適當的條件下,遠離黑洞視界的膜會緩慢移動。
研究人員表明:在這種特殊情況下,重力擾動仍然局部存在於膜上。
這是因為該擾動被負變化電位困住,該電位是由膜所在位置的諾伊曼邊界條件造成的。換
句話說,在這種情況下,只要不試著探測很大的空間尺度,四維觀察者會將重力看成四維
的。
Antonini說:“這項工作有兩項成就。第一,它展示了帶電黑洞微觀狀態的存在,該狀態
允許全息對偶解釋,同時涉及距離黑洞視界足夠遠的世界盡頭膜,該膜可能支持重力局域
化。其次,我們發現重力確實是局部局限在這樣的膜世界裡的。”
Antonini和Swingle的想法為"描述量子宇宙學現象"和"在量子計算機上模擬這些現象"提
供可行性。目前為止,研究人員只是根據他們的理論製作了一個模型,在將其應用於宇宙
學問題之前,還有很多工作要做,但他們的工作為研究宇宙學中的量子引力提供新的方法
。
Antonini:“我們目前正在探索帶電SYK模型下實現我們架構的可能性,該模型是簡單的
1+1維重力模型的對偶。”
5.完整新聞連結 (或短網址):
https://phys.org/news/2020-07-anti-de-sitterconformal-field-theory-cosmology.html
6.備註:
https://www.nature.com/articles/s41567-020-0909-6
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