КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 20-12-00200
НазваниеИсследования неравновесных сильновзаимодействующих квантовополевых систем современными голографическими методами
Руководитель Арефьева Ирина Ярославна, Доктор физико-математических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Математический институт им. В.А. Стеклова Российской академии наук , г Москва
Конкурс №45 - Конкурс 2020 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»
Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-602 - Квантовая теория поля, квантовая механика
Ключевые слова КХД в режиме сильной связи, КХД при ненулевых температурах и больших плотностях барионной материи, кварк-глюонная плазма, фазовая диаграмма КХД, AdS/CFT соответствие, черные дыры, сильновзаимодействющие системы, термализация, квантовый хаос, операторный рост, квантовая зацепленность
Код ГРНТИ29.05.00
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Цель данного проекта — исследование термализации и сильновзаимодействующих квантовых систем методом голографической дуальности. Механизмы термализации в неравновесной физике квантовых систем отвечают за огромное число физических явлений в природе. Их исследование имеет как фундаментальное значение, например изучение динамики кварк-глюонной плазмы как новой фазы материи, чёрных дыр и квантовой гравитации, так и прикладное значение в контексте создания максимально эффективных устройств хранения и обработки квантовой информации.
Как видно из литературы, за последние двадцать лет в понимании неравновесной динамики замкнутых сильновзаимодействующих квантовых систем были достигнуты существенные продвижения. Основным методом работы с квантовыми системами в режиме сильной связи, который позволил в последнее время существенно продвинуться в понимании квантового хаоса, является метод голографической дуальности. В его рамках вычисление наблюдаемых, важных для описания хаотической неравновесной динамики, сводится к вычислению определённых величин в дуальной классической теории гравитации. Таким образом квантовая динамика связывается с классической гравитационной динамикой.
Спектр задач, которые будут рассматриваться в рамках данного проекта, можно разделить на два класса.
К первому классу задач относится построение голографических моделей КХД в режиме сильной связи, в частности при ненулевых температурах и барионных плотностях, что особенно актуально для понимания физики столкновений тяжёлых ионов. Физика столкновений включает в себя режимы как слабой, так и сильной связи. Примером сильной связи является кварк-глюонная плазма, которая (при достигнутых на данный момент в экспериментах температурах и баритонных плотностях) оказывается сильновзаимодействующей жидкостью кварков и глюонов. С этим фактом и связана основная трудность её изучения в рамках пертурбативной КХД. В решёточной формулировке КХД принципиальные трудности связаны с ненулевыми плотностями баритонной материи и процессами в реальном времени. В свете этого голографический подход представляется очень важным, так как позволяет сделать первые оценки физических величин для плазмы (одним из самых известных примеров является оценка отношения вязкости к плотности энтропии, которая и заставила серьёзно заговорить об этом методе). Поэтому развитие методов голографии и их последующее применение для описания динамики КХД в режиме сильной связи, в частности кварк-глюонной плазмы, и являются одной из целей данного проекта.
Ко второму класс задач относятся отдельные модельные задачи, связанные с общими вопросами применимости голографического подхода и исследования соответствия между физикой чёрных дыр и неравновесной динамикой сильновзаимодействующих квантовых систем. В рамках этих задач планируется исследование динамики квантовой информации и квантовой зацепленности, а также изучение операторного роста в голографических конформных теориях поля, которые термализуются в результате эволюции некоторого неравновесного состояния. Применение голографической дуальности в таком случае означает работу с гравитационной динамикой в пространстве-времени с образующейся чёрной дырой.
Кроме того, будут рассматриваться различные аспекты описания хаотической динамики квантовых систем непосредственно из первых принципов квантовой теории. Этот вопрос важен, поскольку на данный момент нет строгих универсальных определений, применимых к произвольной квантовой теории, для таких величин как сложность и размер оператора. Сформулированные в литературе гипотезы нуждаются в тестировании и обобщении на примере различных моделей, поддающихся исследованию в пределе сильной связи, таких как модель Сачдева-Йе-Китаева (SYK). К конкретным задачам, которые будут решаться в рамках проекта, относится исследование операторного роста при неравновесной эволюции в голографических моделях, вычисление и поиск универсального определения размера оператора для простых квантовых теорий из первых принципов.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Публикации
1. И. Я. Арефьева, К. А. Ранну, П. С. Слепов Анизотропные решения для голографической модели тяжелых кварков с внешним магнитным полем Теоретическая и математическая физика (год публикации - 2021)
2. Агеев Д.С. О некоторых аспектах явления пропуска полюсов Труды Математического института имени В.А. Стеклова (год публикации - 2021)
3. Арефьева И. Я., Ранну, К.А., Слепов П.С. Пространственные петли Вильсона в полной анизотропной модели Теоретическая и математическая физика (год публикации - 2021)
4.
Б.Г. Захаров
Jet quenching with T-dependent running coupling
Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики, т.112 в.11, стр 723 (год публикации - 2020)
10.1134/S0021364020230022
Публикации
1.
И.Я.Арефьева, К.А. Ранну, П.С. Слепов,
Holographic model for heavy quarks in anisotropic hot dense QGP with external magnetic field
Journal High Energy Physics - Springer Journal, JHEP, 07(2021)161 (год публикации - 2021)
10.1007/JHEP07(2021)161
2.
Михаил Храмцов, Елена Ланина
Spectral form factor in the double-scaled SYK model
Journal High Energy Physics - Springer Journal, JHEP, 03(2021)31 (год публикации - 2021)
10.1007/JHEP03(2021)031
3. О. Андреев Remarks on static three-quark potentials, string breaking and gauge/string duality PHYSICAL REVIEW D, 104, no.2, 026005 (год публикации - 2021)
4.
О. Андреев
Some Properties of the QQqQQq-Quark Potential in String Models
Journal of High Energy Physics, JHEP, 05(2021)173 (год публикации - 2021)
10.1007/JHEP05(2021)173
5.
Б.Захаров
Jet quenching from heavy to light ion collisions
Journal of High Energy Physics, JHEP09(2021)087 (год публикации - 2021)
10.1007/JHEP09(2021)087
Публикации
1.
Андреев О.
QQ\textasciimacron{}qq\textasciimacron{} potential in string models
Physical Review D, no.8, vol.105, 086025 (год публикации - 2022)
10.1103/PhysRevD.105.086025
2.
Арефьева И.Я., Ермаков А., Слепов П.
Direct photons emission rate and electric conductivity in twice anisotropic QGP holographic model with first-order phase transition
The European Physical Journal C, no.1, vol,82, 85 (год публикации - 2022)
10.1140/epjc/s10052-022-10025-5
3.
Арефьева И.Я.
Missed opportunities of overcoming deadlocks
International Journal of Modern Physics A, no.20n21, vol. 37, 2243004 (год публикации - 2022)
10.1142/S0217751X22430047
4. Захаров Б.Г. Medium Effects for Hadron-Tagged Jets in Proton–Proton Collisions Письма в ЖЭТФ, том 116 вып. 5 – 6, стр. 341 (год публикации - 2022)
5.
Андреев О.
Toward a stringy description for the QQ\textasciimacron{}qq\textasciimacron{}-quark system
Physical Review D, no.6, vol.106, 066002 (год публикации - 2022)
10.1103/PhysRevD.106.066002
6.
Агеев Д.С., Арефьева И.Я.
Thermal density matrix breaks down the Page curve
The European Physical Journal Plus, no.10,vol.137, 1188 (год публикации - 2022)
10.1140/epjp/s13360-022-03383-2