Holography and the phase structure of gravity theories

Abstract

The gauge/gravity duality is used in order to construct effective holographic models that describe strongly coupled QCD. Assuming Nf << Nc, a holographic model is built that describes the physics of the meson sector of strong interactions, such as chiral symmetry breaking, chiral symmetry restoration above confinement/deconfinement phase transition and the meson mass spectrum. This model is also used to study the transverse part of the vector-axial vector flavor current correlator in the presence of weak external electric field, which is important for the calculation of the two-loop electroweak radiative corrections to the muon anomalous magnetic moment. It is then generalized to describe the spectrum of QCD in the Veneziano limit of large Nf and Nc but at fixed x = Nf Nc . The main results include discrete and gapped spectrum for x < xc, where xc is the conformal transition point. As x ! xc all the parameters of the theory with non trivial mass dimension approach zero following Miransky scaling. The Chern-Simons diffusion rate, CS is studied in the context of Improved Holographic QCD model. CS is an important quantity for the chiral magnetic effect in the quark-gluon plasma and is proportional to the zero-momentum, zero-frequency limit of the imaginary part of the retarded two-point function of the CP-odd operator tr [F ^ F], where F is the YM field strength.

Η αντιστοιχία βαρυτικών θεωριών με θεωρίες βαθμίδας χρησιμοποιείται για την κατα- σκευή ενεργών ολογραφικών μοντέλων που περιγράφουν την Κβαντική Χρωμοδυναμική (Κ.Χ.Δ.) στο όριο ισχυρής σύζευξης. Υποθετοντάς ότι Nf << Nc, κατασκευάζουμε ένα ολογραφικό μοντέλο που περιγράφει την φυσική του μεσονικού τομέα των ισχυρών αλληλεπιδράσεων, όπως το σπάσιμο της chiral συμμετρίας, την αποκατάστασή της πάνω απο την θερμοκρασία της αλλαγής φάσης απο την φάση περιορισμού χρώματος στην απε- λευθέρωσή του και το φάσμα των μαζών των μεσονίων. Το μοντέλο επίσης χρησιμοποιείται για την μελέτη του εγκάρσιου μέρους της συναρτησης συσχετισής του διανυσματικού- ψευδοδιανυσματικού ρεύματος γεύσης υπό την παρουσία ασθενούς εξωτερικού ηλεκτρικού πεδίου, η οποία είναι σημαντική στον υπολογισμό κβαντικών διορθώσεων της μαγνητικής ροπής του μυονίου. Στη συνέχεια το μοντέλο γενικεύεται, ώστε να περιγράψει την Κ.Χ.Δ. στο όριο του Veneziano, που τα Nf και Nc τείνουν στο άπειρο αλλά ο λόγος, x = Nf Nc , είναι σταθερός. Τα κύρια αποτελέσματα είναι το διακριτό φάσμα μαζών για x < xc, όπου xc είναι το σημείο της σύμμορφης αλλαγής φάσης. Καθώς x ¾ xc, όλες οι παράμετροι της θεωρίας με μη-τερτιμμένη διάσταση μάζας τείνουν στο μηδέν ακολουθώντας την ασυμπτωτική συμ- περιφορά Miransky. Ο ρυθμός διαχύσης Chern-Simons, CS, υπολογίζεται στο πλαίσιο της Improved Holographic QCD (IHQCD). Ο CS είναι μία σημαντική ποσότητα για το chiral magnetic effect στο πλάσμα κουάρκ-γλοιονίων και είναι ανάλογο με το όριο μηδε- νικής ορμής και συχνότητας του φανταστικού μέρους της καθυστερημένης συνάρτησης Green του περιττού υπό τον CP μετασχηματισμό τελεστή, Tr [F á F], όπου F είναι ο YM τανυστής τάσης του πεδίου.