Độ không tuyến tính của lực hấp dẫn từ sự rối trong các lý thuyết trường tuân thủ hình thức

Journal of High Energy Physics - Tập 2017 - Trang 1-48 - 2017
Thomas Faulkner1, Felix M. Haehl2, Eliot Hijano2, Onkar Parrikar3, Charles Rabideau3,4, Mark Van Raamsdonk2
1Department of Physics, University of Illinois, Urbana, U.S.A.
2Department of Physics and Astronomy, University of British Columbia, Vancouver, Canada
3David Rittenhouse Laboratory, University of Pennsylvania, Philadelphia, U.S.A.
4Theoretische Natuurkunde, Vrije Universiteit Brussel (VUB) and International Solvay Institutes, Brussels, Belgium

Tóm tắt

Trong bài báo này, chúng tôi chứng minh sự xuất hiện của các phương trình hấp dẫn phi tuyến tính trực tiếp từ vật lý của một lớp rộng các lý thuyết trường tuân thủ hình thức (CFT). Chúng tôi xem xét các trạng thái hưng phấn CFT được xác định bằng cách thêm các nguồn cho các toán tử chính vô hướng hoặc căng thẳng vào tích phân đường Euclid định nghĩa trạng thái chân không. Đối với các trạng thái này, chúng tôi cho thấy rằng đến bậc hai trong các nguồn, độ entanglement entropy cho tất cả các vùng hình cầu luôn có thể được biểu diễn hình học (thông qua công thức Ryu-Takayanagi) bởi một hình học AdS asymptotic. Chúng tôi chỉ ra rằng hình học như vậy nhất thiết phải thỏa mãn các phương trình của Einstein một cách nhiễu loạn đến bậc hai, với một tensor năng lượng căng thẳng phát sinh từ các trường vật chất liên quan đến các toán tử chính có nguồn. Chúng tôi không đưa ra bất kỳ giả định nào về sự đối xứng AdS/CFT, vì vậy công trình của chúng tôi vừa là một kiểm tra tính nhất quán cho sự tương ứng AdS/CFT vừa là một sự chứng minh trực tiếp rằng không-thời gian và vật lý hấp dẫn có thể xuất hiện từ mô tả của sự rối trong các lý thuyết trường tuân thủ hình thức.

Từ khóa

#lý thuyết trường tuân thủ hình thức #phương trình hấp dẫn phi tuyến tính #độ entanglement entropy #không-thời gian #tương ứng AdS/CFT

Tài liệu tham khảo

J.M. Maldacena, Eternal black holes in anti-de Sitter, JHEP 04 (2003) 021 [hep-th/0106112] [INSPIRE]. S. Ryu and T. Takayanagi, Holographic derivation of entanglement entropy from AdS/CFT, Phys. Rev. Lett. 96 (2006) 181602 [hep-th/0603001] [INSPIRE]. B. Swingle, Entanglement Renormalization and Holography, Phys. Rev. D 86 (2012) 065007 [arXiv:0905.1317] [INSPIRE]. M. Van Raamsdonk, Comments on quantum gravity and entanglement, arXiv:0907.2939 [INSPIRE]. M. Van Raamsdonk, Building up spacetime with quantum entanglement, Gen. Rel. Grav. 42 (2010) 2323 [arXiv:1005.3035] [INSPIRE]. S. Ryu and T. Takayanagi, Aspects of Holographic Entanglement Entropy, JHEP 08 (2006) 045 [hep-th/0605073] [INSPIRE]. V.E. Hubeny, M. Rangamani and T. Takayanagi, A Covariant holographic entanglement entropy proposal, JHEP 07 (2007) 062 [arXiv:0705.0016] [INSPIRE]. N. Lashkari, M.B. McDermott and M. Van Raamsdonk, Gravitational dynamics from entanglement ’thermodynamics’, JHEP 04 (2014) 195 [arXiv:1308.3716] [INSPIRE]. T. Faulkner, M. Guica, T. Hartman, R.C. Myers and M. Van Raamsdonk, Gravitation from Entanglement in Holographic CFTs, JHEP 03 (2014) 051 [arXiv:1312.7856] [INSPIRE]. B. Mosk, Holographic equivalence between the first law of entanglement entropy and the linearized gravitational equations, Phys. Rev. D 94 (2016) 126001 [arXiv:1608.06292] [INSPIRE]. B. Czech, L. Lamprou, S. McCandlish, B. Mosk and J. Sully, Equivalent equations of motion for gravity and entropy, JHEP 02 (2017) 004 [arXiv:1608.06282] [INSPIRE]. B. Swingle and M. Van Raamsdonk, Universality of Gravity from Entanglement, arXiv:1405.2933 [INSPIRE]. T. Faulkner, Bulk emergence and the RG flow of entanglement entropy, JHEP 05 (2015) 033 [arXiv:1412.5648] [INSPIRE]. T. Faulkner, R.G. Leigh and O. Parrikar, Shape dependence of entanglement entropy in conformal field theories, JHEP 04 (2016) 088 [arXiv:1511.05179] [INSPIRE]. T. Faulkner, R.G. Leigh, O. Parrikar and H. Wang, Modular Hamiltonians for Deformed Half-Spaces and the Averaged Null Energy Condition, JHEP 09 (2016) 038 [arXiv:1605.08072] [INSPIRE]. S. Hollands and R.M. Wald, Stability of Black Holes and Black Branes, Commun. Math. Phys. 321 (2013) 629 [arXiv:1201.0463] [INSPIRE]. N. Lashkari and M. Van Raamsdonk, Canonical Energy is Quantum Fisher Information, JHEP 04 (2016) 153 [arXiv:1508.00897] [INSPIRE]. S.N. Solodukhin, Entanglement entropy, conformal invariance and extrinsic geometry, Phys. Lett. B 665 (2008) 305 [arXiv:0802.3117] [INSPIRE]. R.C. Myers and A. Sinha, Seeing a c-theorem with holography, Phys. Rev. D 82 (2010) 046006 [arXiv:1006.1263] [INSPIRE]. H. Casini, M. Huerta and R.C. Myers, Towards a derivation of holographic entanglement entropy, JHEP 05 (2011) 036 [arXiv:1102.0440] [INSPIRE]. H. Osborn and A.C. Petkou, Implications of conformal invariance in field theories for general dimensions, Annals Phys. 231 (1994) 311 [hep-th/9307010] [INSPIRE]. J. Erdmenger and H. Osborn, Conserved currents and the energy momentum tensor in conformally invariant theories for general dimensions, Nucl. Phys. B 483 (1997) 431 [hep-th/9605009] [INSPIRE]. L.-Y. Hung, R.C. Myers, M. Smolkin and A. Yale, Holographic Calculations of Renyi Entropy, JHEP 12 (2011) 047 [arXiv:1110.1084] [INSPIRE]. M. Botta-Cantcheff, P. Martínez and G.A. Silva, On excited states in real-time AdS/CFT, JHEP 02 (2016) 171 [arXiv:1512.07850] [INSPIRE]. A. Christodoulou and K. Skenderis, Holographic Construction of Excited CFT States, JHEP 04 (2016) 096 [arXiv:1602.02039] [INSPIRE]. K. Skenderis and B.C. van Rees, Real-time gauge/gravity duality, Phys. Rev. Lett. 101 (2008) 081601 [arXiv:0805.0150] [INSPIRE]. K. Skenderis and B.C. van Rees, Real-time gauge/gravity duality: prescription, renormalization and examples, JHEP 05 (2009) 085 [arXiv:0812.2909] [INSPIRE]. D. Marolf, O. Parrikar, C. Rabideau and M. Van Raamsdonk, From Euclidean Sources to Lorentzian Spacetimes in Holographic Conformal Field Theories, to appear. N. Lashkari, J. Lin, H. Ooguri, B. Stoica and M. Van Raamsdonk, Gravitational positive energy theorems from information inequalities, PTEP 2016 (2016) 12C109 [arXiv:1605.01075] [INSPIRE]. E. Witten, Interacting Field Theory of Open Superstrings, Nucl. Phys. B 276 (1986) 291 [INSPIRE]. C. Crnkovic, Symplectic Geometry of the Covariant Phase Space, Superstrings and Superspace, Class. Quant. Grav. 5 (1988) 1557 [INSPIRE]. R.M. Wald, Black hole entropy is the Noether charge, Phys. Rev. D 48 (1993) R3427 [gr-qc/9307038] [INSPIRE]. V. Iyer and R.M. Wald, Some properties of Noether charge and a proposal for dynamical black hole entropy, Phys. Rev. D 50 (1994) 846 [gr-qc/9403028] [INSPIRE]. A.J. Speranza, Entanglement entropy of excited states in conformal perturbation theory and the Einstein equation, JHEP 04 (2016) 105 [arXiv:1602.01380] [INSPIRE]. I.R. Klebanov and E. Witten, AdS/CFT correspondence and symmetry breaking, Nucl. Phys. B 556 (1999) 89 [hep-th/9905104] [INSPIRE]. F.M. Haehl, Comments on universal properties of entanglement entropy and bulk reconstruction, JHEP 10 (2015) 159 [arXiv:1508.00766] [INSPIRE]. M.S. Costa, V. Gonçalves and J. Penedones, Spinning AdS Propagators, JHEP 09 (2014) 064 [arXiv:1404.5625] [INSPIRE]. M.J.S. Beach, J. Lee, C. Rabideau and M. Van Raamsdonk, Entanglement entropy from one-point functions in holographic states, JHEP 06 (2016) 085 [arXiv:1604.05308] [INSPIRE]. R.C. Myers, M.F. Paulos and A. Sinha, Holographic studies of quasi-topological gravity, JHEP 08 (2010) 035 [arXiv:1004.2055] [INSPIRE]. T. Jacobson, G. Kang and R.C. Myers, On black hole entropy, Phys. Rev. D 49 (1994) 6587 [gr-qc/9312023] [INSPIRE]. D.V. Fursaev, A. Patrushev and S.N. Solodukhin, Distributional Geometry of Squashed Cones, Phys. Rev. D 88 (2013) 044054 [arXiv:1306.4000] [INSPIRE]. X. Dong, Holographic Entanglement Entropy for General Higher Derivative Gravity, JHEP 01 (2014) 044 [arXiv:1310.5713] [INSPIRE]. J. Camps, Generalized entropy and higher derivative Gravity, JHEP 03 (2014) 070 [arXiv:1310.6659] [INSPIRE]. G. Sárosi and T. Ugajin, Modular Hamiltonians of excited states, OPE blocks and emergent bulk fields, arXiv:1705.01486 [INSPIRE].