具有平移对称性破缺的全息流体中的横向戈德斯通模式

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关于强耦合系统的研究一直以来都是凝聚态物理前沿一个重要的研究方向。传统的凝聚态理论主要基于微扰论,因此很难对此类系统进行准确的描述。在弦理论研究中发现的全息对偶(又称Ad S/CFT对偶)将一个强耦合的量子场论和一个比它高一维的经典引力理论联系起来,这为我们处理各种强耦合系统中的物理问题提供了一种新的视角和方法。因此,该对偶已经被广泛地应用于高能物理、凝聚态物理以及量子信息等领域的研究。本文主要利用全息对偶,对具有平移对称自发破缺的液体系统中的低能激发模式进行研究。在引言部分,我们简要介绍了液体系统的有效场论及其主要特点。第一章主要介绍引力全息的性质以及Ad S/CFT对偶相关背景知识。在第二章,我们回顾了最简单的全息轴子模型及其在固体系统中的应用。在第三章,我们着重通过一个具体的全息模型,研究具有平移对称性自发破缺的液体系统中的低能横向模式。首先,我们发现在没有动量弛豫的情况下,横向通道中存在两种解耦的无能隙模式,其中一种为与动量守恒相关的纯扩散模式;而另一种对应于涡流激发,其可以看作是平移对称性自发破缺所产生的戈德斯通模式。然后,通过给系统加上外源,使系统产生平移对称性的显式破缺。我们发现,显式破缺较弱时,原本无质量的动量模式和戈德斯通模式都得到缓慢的弛豫,由此获得一个微小的质量。而当显式破缺较强时,我们发现了一个由“动量隙”刻画的(伪)扩散模式到声模式的过渡。
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