Кіріспе
Конформальды симметрияға ие кванттық өріс теориясы. Конформальды өріс теориясы (КӨТ) – конформальды түрлендірулерге қатысты өзгермейтін кванттық өріс теориясы. Екі өлшемде жергілікті конформальды түрлендірулердің шексіз өлшемді алгебрасы бар, және конформальды өріс теориялары кейде нақты шешіледі немесе жіктеледі. Конформальды өріс теориясы конденсирленген зат физикасы, статистикалық механика, кванттық статистикалық механика және ісбаспа теориясында маңызды қолданысқа ие. Статистикалық және конденсирленген зат жүйелері термодинамикалық немесе кванттық сындық нүктелерінде көбінесе конформальды инвариантты болады.
A conformal field theory (CFT) is a quantum field theory that is invariant under conformal transformations. In two dimensions, there is an infinite dimensional algebra of local conformal transformations, and conformal field theories can sometimes be exactly solved or classified. Conformal field theory has important applications to condensed matter physics, statistical mechanics, quantum statistical mechanics, and string theory. Statistical and condensed matter systems are indeed often conformally invariant at their thermodynamic or quantum critical points.
Масштабтық инварианттылық пен конформдық инварианттылық
Кванттық өріс теориясында масштабтық инварианттылық – кең таралған және табиғи симметрия, себебі қайта нормалау тобының кез келген тұрақты нүктесі, анықтама бойынша, масштабтық инвариантты. Конформальды симметрия масштабтық инварианттылықтан күштірек, сондықтан қосымша шарттар қажет. Осы себепті бұл терминдер кванттық өріс теориясы контекстінде көбінесе бірін-бірі алмастырып қолданылады.
Екі өлшемді және жоғары өлшемді
Тәуелсіз конформациялық түрлендірулердің саны екі өлшемде шексіз, ал жоғары өлшемдерде шектеулі. Бұл конформальді симметрияны екі өлшемде күштірек шектейді. Барлық конформдық өріс теориялары конформдық бутстраптың идеялары мен әдістерін пайдаланады. Бірақ нәтижедегі теңдеулер екі өлшемде тиімдірек, кейде олар нақты шешіледі (мысалы, минималды модельдер жағдайында), ал жоғары өлшемдерде сандық тәсілдер басым. Конформдық өріс теориясының дамуы екі өлшемді жағдайда, әсіресе Белавин, Поляков және Замолодчиковтың 1983 жылғы мақаласынан кейін ертерек және тереңірек болды. Конформдық өріс теориясы термині кейде екі өлшемді конформдық өріс теориясы мағынасында қолданылады, мысалы 1997 жылғы оқулықтың тақырыбында. Жоғары өлшемді конформдық өріс теориялары 1990 жылдардың соңында AdS/CFT сәйкестігі және 2000 жылдары сандық конформдық бутстрап әдістерінің дамуымен қатар кеңінен танымал болды.
Конформальды калибр теориясы
Кейбір конформды өріс теориялары үш және төрт өлшемде бағаналы теория түрінде, абельдік немесе абельдік емес түрде Лагранждық сипаттамаға ие. Мұндай CFT-лерге мысал ретінде жеткілікті көп зарядталған өрістері бар конформды QED немесе Банкс-Закстың тұрақты нүктесі жатады.
Тұрақты фазалық ауысулар
D кеңістіктік өлшемдері бар классикалық статистикалық физика жүйелерінің үздіксіз фазалық өтулері (критикалық нүктелері) көбінесе Евклидтік конформалды өріс теорияларымен сипатталады. Мұның іске асуы үшін қажетті шарт – сыни нүктенің кеңістіктегі айналымдар мен жылжуларға қатысты инвариантты болуы керек. Дегенмен, бұл шарт жеткіліксіз: кейбір ерекше сыни нүктелер масштабты инвариантты, бірақ конформалды инвариантты емес теориялармен сипатталады. Егер классикалық статистикалық физика жүйесі рефлексиялық оң болса, оның сыни нүктесін сипаттайтын сәйкес Евклидтік КӨТ бірлік болады. D кеңістіктік өлшемдері бар қатты дене жүйелеріндегі үздіксіз кванттық фазалық өтулер Лоренцтің D+1 өлшемді конформалды өріс теорияларымен сипатталуы мүмкін (D+1 өлшемдегі Евклидтік КӨТ-ке Уик айналымы арқылы байланысты). Жылжу және айналым инварианттығынан басқа, мұның іске асуы үшін қосымша қажетті шарт – динамикалық сыни көрсеткіш z-дің 1-ге тең болуы. Мұндай кванттық фазалық өтулерді сипаттайтын КӨТ-тер (құлатылған тәртіпсіздік болмаған жағдайда) әрқашан бірлік болып табылады.
Сызық теориясы
Сызық теориясының әлемдік жапырақшасының сипаттамасы динамикалық екі өлшемді кванттық гравитацияға (немесе суперсызық теориясы жағдайында супергравитацияға) біріктірілген екі өлшемді КФТ-ны қамтиды. Сызық теориясы модельдерінің дұрыстығы осы КФТ-ның орталық зарядына шектеулер қояды, ол бозондық сызық теориясында c=26, ал суперсызық теориясында c=10 болуы тиіс. Сызық теориясының өмір сүретін кеңістік-уақыттың координаттары осы КФТ-ның бозондық өрістеріне сәйкес келеді.
AdS/CFT хат алмасуы
Конформалды өріс теориялары AdS/CFT сәйкестігінде маңызды рөл атқарады, онда анти-де-Ситтер кеңістігіндегі (AdS) гравитациялық теория, AdS шекарасындағы конформалды өріс теориясына эквивалентті. Ерекше мысалдар: d = 4, N = 4 суперсимметриялық Янг-Милл теориясы, ол AdS5 × S5 кеңістігіндегі IIB типті жол теориясымен жұптасқан, және d = 3, N = 6 супер Черн-Саймон теориясы, ол AdS4 × S7 кеңістігіндегі M теориясымен жұптасқан. ("Супер" префиксі суперсимметрияны көрсетеді, N теорияның кеңейтілген суперсимметрия деңгейін, ал d шекарадағы кеңістік-уақыт өлшемдерінің санын көрсетеді.)