Powiązanie kwantowej teorii pola i teorii grawitacji
W 1997 r. Juan Maldacena zaproponował istnienie dualności między teorią superstrun w przestrzeni AdS a kwantowymi teoriami pola w czterech wymiarach. Tzw. korespondencja anty de Sittera/konforemna teoria pola (AdS/CFT) to jeden z najbardziej znaczących rezultatów teorii strun. Zależność ta nie doczekała się jeszcze formalnego dowodu matematycznego, ale przy określonych ograniczeniach obliczenia są znacznie uproszczone. Do szeroko zakrojonych testów przeprowadzonych w ramach finansowanego ze środków UE projektu "Spectrum of the planar AdS/CFT correspondence" (SPECTRUM OF ADS/CFT) należą obliczenia obserwowalnych wielkości powiązanych poprzez specjalny słownik — umożliwiający dokonywanie "przekładu" między dwoma teoriami. Maldacena przypuszczał, że energie strun w przestrzeni AdS5xS5 odpowiadają wymiarom skalowania czterowymiarowej teorii super-Yanga-Millsa (CFT4). Ostatnio zaproponowano, by wielkości te były rozwiązaniami pewnego zbioru równań. Równania te wynikają z Termodynamicznego Ansatzu Bethego, który jest metodą dobrze znaną w dziedzinie modeli całkowalnych. Modele całkowalne to układy wielociałowe, które można zredukować do kombinacji układów dwuciałowych, dzięki czemu równania stają się rozwiązywalne. Naukowcy biorący udział w projekcie SPECTRUM OF ADS/CFT poddali ten zbiór równań spektralnych testom nieperturbacyjnym. Założeniem jest przeanalizowanie równań Termodynamicznego Ansatzu Bethego pod kątem stanów wzbudzonych w kontekście dynamicznego tła. Takiego tła dla korespondencji AdS5/CFT4 dostarcza rozwiązanie Gubsera, Klebanova i Polyakova (GKP). Dużą część badań poświęcono uogólnieniu tej metodologii do teorii zawierających mniej supersymetrii, takich jak AdS4/CFT3 i AdS3/CFT2. Naukowcy z projektu SPECTRUM OF ADS/CFT zgromadzili dowody przemawiający za tymi przewidywanymi korespondencjami, ponieważ wykazano, że obie teorie dualności są rozwiązywalne. Udało się lepiej zrozumieć, w jaki sposób należy dopasować wielkości fizyczne w każdej z teorii. Koncepcje dualności badane w ramach projektu SPECTRUM OF ADS/CFT są też stosowane do układów niskoenergetycznych, takich jak nadprzewodniki. Uczeni mają nadzieję, że dualności takie zostaną wkrótce przetestowane doświadczalnie w laboratoriach, niosąc ze sobą interesujące implikacje dla innych dziedzin fizyki materii skondensowanej.
Słowa kluczowe
Pole kwantowe, grawitacja, materia skondensowana, AdS/CFT, teoria strun
