Кіріспе

Анти-де-Ситтер кеңістігі мен кванттық хромодинамика арасындағы сәйкестік Теориялық физикада анти-де-Ситтер/кванттық хромодинамика сәйкестігі – кванттық хромодинамиканы (QCD) эквивалентті гравитациялық теория арқылы сипаттауға бағытталған мақсат (әзірге орындалмаған), бұл ретте кванттық өріс теориясы конформды емес. Бұл AdS/CFT сәйкестігінің принциптеріне негізделген.

Тарих

1997 жылдың соңында AdS/CFT сәйкестігінің ұсынысы, жол теориясын ядролық физикамен байланыстыруға бағытталған ұзақ жылдарлық күш-жігердің нәтижесі болды. Шындығында, жол теориясы 1960 жылдардың соңы мен 1970 жылдардың басында, күшті ядролық күш арқылы байланысқан протон және нейтрон сияқты субатомдық бөлшектер – адрондар теориясы ретінде дамыды. Осы бөлшектердің әрқайсысының жолдың әртүрлі тербеліс режимі ретінде қарастырылуы мүмкін деген идея болды. 1960 жылдардың соңында тәжірибешілер адрондардың Редж траекториялары деп аталатын топтарға бірігетінін анықтады, олардың энергиясы бұрыштық импульсқа пропорционалды, ал теориялық физиктер бұл қатынастың айналмалы релятивистік жол физикасынан табиғи түрде туындайтынын көрсетті. Дегенмен, адрондарды жолдар ретінде модельдеу әрекеттері күрделі мәселелерге соқты. Бір мәселе – жол теориясы массасыз спин 2 бөлшегін қамтиды, ал адрондар физикасында мұндай бөлшектер жоқ. Сонымен қатар, адрондардың шындығында кварктардан тұратыны анықталды, нәтижесінде жол теориясы тәсілі кванттық хромодинамикаға ұступи орын берді. 1997 жылдың соңында Хуан Малдасена AdS/CFT-ті зерттеуді бастаған маңызды мақала жариялады. Малдасенаның ұсынысының бір ерекше жағдайы N = 4 суперсимметриялық Янг-Милл теориясы, кванттық хромодинамикаға кейбір жағынан ұқсас болатын өлшегіш теориясы, бес өлшемді анти-де-Ситтер кеңістігіндегі жол теориясына тең екенін көрсетеді. Бұл нәтиже 't Хоофттың жол теориясы мен кванттық хромодинамика арасындағы қатынас туралы бұрынғы жұмысын түсіндіруге көмектесті, жол теориясын ядролық физика теориясы ретіндегі бастапқы тамырына қайтарды.

AdS/CFT қолдануы

AdS/CFT сәйкестігін пайдалана отырып зерттелген бір физикалық жүйе – кварк-глюон плазмасы, бұл бөлшектер үдеткіштерінде жасалатын материяның экзотикалық күйі. Бұл күй алтын немесе қорғасын ядролары сияқты ауыр иондардың жоғары энергиямен соқтығысуы кезінде қысқа мерзімге пайда болады. Мұндай соқтығыстар атом ядроларын құрайтын кварктердің шамамен екі триллион Кельвин температурасында деконфайнделуіне (бос күйге шығуына) әкеледі, бұл жағдайлар Ұлы Жарқыннан кейін шамамен секундтар өткен кездегі жағдайларға ұқсас. Кварк-глюон плазмасының физикасы кванттық хромодинамика заңдарымен басқарылады, бірақ бұл теория кварк-глюон плазмасымен байланысты мәселелерде математикалық тұрғыдан шешілмейді. 2005 жылы жарияланған мақалада Дам Тан Сон және оның әріптестері AdS/CFT сәйкестігін кварк-глюон плазмасының кейбір аспектілерін, оны струналар теориясының тілінде сипаттау арқылы түсіну үшін қолдануға болатынын көрсетті. AdS/CFT сәйкестігін қолдану арқылы Сон және оның әріптестері кварк-глюон плазмасын бес өлшемді кеңістіктегі қара тесіктер ретінде сипаттауға мүмкіндік алды. Есептеулер кварк-глюон плазмасымен байланысты екі шаманың қатынасы – иркілу тұтқырлығы және энтропияның көлемдік тығыздығы – шамамен белгілі бір әмбебап тұрақтыға тең болуы керек екенін көрсетті: мұнда ħ – төмендетілген Планк тұрақтысы, k – Больцман тұрақтысы. Сонымен қатар, авторлар бұл әмбебап тұрақты жүйелердің кең класындағы ең төменгі шекті анықтайды деп болжады. Брукхейвен ұлттық зертханасындағы Релятивистік ауыр иондардың коллайдерінде жүргізілген экспериментте, бір модельдегі эксперименттік нәтиже осы әмбебап тұрақтыға жақын болды, бірақ екінші модельде бұл жағдай орын алмады. Кварк-глюон плазмасының тағы бір маңызды қасиеті – плазма арқылы өте жоғары энергиямен қозғалған кварктар бірнеше фемтометрден кейін тоқтатылады немесе «сөндіріледі». Бұл құбылыс реактивті сөндіру параметрі деп аталатын санмен сипатталады, ол мұндай кварктың энергия жоғалтуын плазма арқылы жүрген қашықтықтың квадратына байланыстырады. AdS/CFT сәйкестігіне негізделген есептеулер ≈ 4 мәнін береді, ал эксперименттік мән 5 диапазонында орналасқан.

Сын

Көптеген физиктер ядролық және конденсирленген зат физикасындағы мәселелерді шешу үшін жолталқыға негізделген әдістерге көшкенімен, осы салалардағы кейбір теоретиктер AdS/CFT сәйкестігі нақты әлемдегі жүйелерді шынайы түрде модельдеуге қажетті құралдарды ұсынай алатынына күмән білдірді. 2006 жылғы Кварк Материясы конференциясында Ларри Маклерран AdS/CFT сәйкестігінде кездесетін супер Янг-Миллс теориясы кванттық хромодинамикадан айқын ерекшеленетінін, бұл осы әдістерді ядролық физикаға қолдануды қиындататынын көрсетті. Маклерранның сөзіне сүйенсек, суперсимметриялық Янг-Миллс – QCD емес. Онда массалық масштаб жоқ және конформдық инварианттылық қасиеті бар. Онда тұйықталу да, ағын тұрақтылығы да жоқ. Ол суперсимметриялық. Онда хиральдық симметрияның бұзылуы немесе массаның пайда болуы байқалмайды. Ол адъюнкциялық өкілдікте алты скалярлық және фермиондық бөлшекелерді қамтиды. Жоғарыда аталған проблемалардың барлығын немесе бір бөлігін түзетуге мүмкіндік бар, сондай-ақ әртүрлі физикалық мәселелер үшін кейбір наразылықтар маңызды болмауы мүмкін. Қазіргі таңдағы суперсимметриялық Янг-Миллс нәтижелерінің QCD-ні сенімді түрде бейнелейтін болжамды түзетулер немесе құбылыстар үшін әлі де консенсусқа келуге немесе нақты дәлелдер табуға қол жеткізілген жоқ.