规范场/引力对偶在强耦合相变中的应用

Based on recent experimental results and theoretical progress, we will study the phase transition and critical phenomenon through the holographic principle and the gauge/gravity duality. The mian contents are: 1. The properties of anisotropic quark-gluon-plasma and the related transport coefficients by using the gauge/gravity duality. The holographic renormalization group approach will be used in studying quark-gluon-plasma with a chemical potential and holographic fermion systems. 2. The construction of non-Fermi liquid theory, its phase transition and critical phenomenon. 3. We will try to obtain an anisotropic black brane/black hole solution and investigate its application in strongly coupled phase transitions and critical phenomenon. 4. Doping, charge and spin density waves and stripe phase in holographic superconductors. The above studies will deepen our understanding on holographic principle and phase transition and critical phenomenon in strongly coupled systems.

本项目主要运用全息原理和规范场/引力对偶理论，结合已有实验结果和理论进展，研究强耦合体系中相变和临界现象的一些普适性质。主要研究内容为: 1. 通过全息原理和规范场/引力对偶研究强耦合各向异性夸克胶子等离子态的物性和相关输运系数；用全息重整化群流方法来计算化学势存在的情况下夸克胶子等离子体的输运系数，及其在全息费米体系中的应用。2. 通过全息原理和规范场/引力对偶来构建非费米液体理论并研究其相变和临界参数性质。3. 带电各向异性黑膜/黑洞度规的求解和这一黑膜/黑洞解在强耦合相变和临界现象中的应用。4. 掺杂、电荷/自旋密度波和条纹相在全息超导中的实现。以上研究内容将加深我们对全息原理和强耦合相变和临界现象的理解。

规范/引力对偶是研究强耦合量子体系的一个有力的非微扰计算工具, 通过这一工具我们可以从经典引力计算出低一维强耦合量子体系的相变和输运性质。本项目自2014年立项以来，在全息超导的条纹相、非费米液体的全息性质、各向异性带电黑膜解及其全息应用、扩散系数和蝴蝶速度的关系、Sachdev-Ye-Kitaev模型的输运性质等方面做了大量工作，共完成论文27篇，已经发表或接受发表论文22篇，均发表在物理学顶级期刊JHEP，PRD，EJPC，PLB和NPB上, 上述论文被引用逾300次。 在本项目的资助下，我们在2017年8月6-9日主办了一次国际研讨会。截止目前，已培养博士2名，硕士6名，新进站博士后1名，项目组成员多次应邀赴韩国、中国台湾、德国和美国参加学术会议。