En la física de la materia condensada , una red de cuerdas es un objeto extendido cuyo comportamiento colectivo ha sido propuesto como un mecanismo físico para el orden topológico por Michael A. Levin y Xiao-Gang Wen . Un modelo particular de red de cuerdas puede involucrar solo bucles cerrados; o redes de cadenas etiquetadas y orientadas que obedecen a reglas de ramificación dadas por algún grupo de calibres ; o redes aún más generales. [1]
Descripción general
Se afirma que el modelo de red de cuerdas muestra la derivación de fotones, electrones y carga de calibre U (1), masas pequeñas (en relación con la masa de Planck ) pero distintas de cero, y sugerencias de que los leptones , quarks y gluones se pueden modelar en de la misma manera. En otras palabras, la condensación en red proporciona un origen unificado para fotones y electrones (o bosones gauge y fermiones ). Puede verse como un origen de luz y electrones (o interacciones de calibre y estadísticas de Fermi ). Sin embargo, su modelo no tiene en cuenta el acoplamiento quiral entre los fermiones y los bosones gauge SU (2) en el modelo estándar .
Para las cadenas etiquetadas por los números enteros positivos, las redes de cuerdas son las redes de espín estudiadas en la gravedad cuántica de bucles . Esto ha llevado a la propuesta de Levin y Wen, [2] y Smolin, Markopoulou y Konopka [3] de que las redes de espín de la gravedad cuántica de bucles pueden dar lugar al modelo estándar de física de partículas a través de este mecanismo, junto con la estadística de Fermi y las interacciones de calibre. . Hasta la fecha, aún no se ha realizado una derivación rigurosa de las redes de espín de LQG a la red de espín de Levin y Wen, pero el proyecto para hacerlo se llama grafidad cuántica , y en un artículo más reciente, Tomasz Konopka, Fotini Markopoulou , Simone Severini argumentó que Hay algunas similitudes con las redes de espín (pero no necesariamente una equivalencia exacta) que dan lugar a una carga de calibre U (1) y electrones en el mecanismo de la red de cuerdas. [4]
La herbertsmithita puede ser un ejemplo de materia de red de cuerdas. [5] [6]
Ejemplos de
Líquido de centrifugado Z2
El líquido de giro Z2 obtenido mediante el enfoque de partículas esclavas puede ser el primer ejemplo teórico de líquido de red de cuerdas. [7] [8]
El código tórico
El código tórico es una red de espín bidimensional que actúa como un código cuántico de corrección de errores. Se define en una red bidimensional con condiciones de contorno tóricas con un espín-1/2 en cada enlace. Se puede demostrar que el estado fundamental del código tórico estándar hamiltoniano es una superposición de igual peso de estados de cuerda cerrada. [9] Tal estado fundamental es un ejemplo de un condensado de red de cuerdas [10] que tiene el mismo orden topológico que el líquido de espín Z2 anterior.
Referencias
- ^ Levin, Michael A. y Xiao-Gang Wen (12 de enero de 2005). "Condensación de red de cuerdas: un mecanismo físico para las fases topológicas". Physical Review B . 71 (45110): 21. arXiv : cond-mat / 0404617 . Código Bibliográfico : 2005PhRvB..71d5110L . doi : 10.1103 / PhysRevB.71.045110 . S2CID 51962817 .
- ^ Levin, Michael; Wen, Xiao-Gang (2005). "Fotones y electrones como fenómenos emergentes". Rev. Mod. Phys . 77 : 871–879 [878]. arXiv : cond-mat / 0407140 . doi : 10.1103 / RevModPhys.77.871 . S2CID 117563047 .
La gravedad cuántica de bucle parece ser una condensación neta de cuerdas ...
- ^ Konopka, Tomasz; Markopoulou, Fotini; Smolin, Lee (2006). "Grafidad cuántica". arXiv : hep-th / 0611197 .
Argumentamos (pero no probamos) que, bajo ciertas condiciones, los giros en el sistema pueden organizarse en patrones regulares en forma de celosía a bajas temperaturas.
- ^ Konopka, Tomasz; Markopoulou, Fotini; Severini, Simone (mayo de 2008). "Grafidad cuántica: un modelo de localidad emergente". Phys. Rev. D . 77 (10): 19. arXiv : 0801.0861 . Código bibliográfico : 2008PhRvD..77j4029K . doi : 10.1103 / PhysRevD.77.104029 . S2CID 6959359 .
La caracterización del estado fundamental de la cuerda condensada es difícil, pero se espera que sus excitaciones sean las de una teoría de calibre U (1), ... Las dos diferencias principales entre este modelo y el modelo original de condensación de cuerda-red propuesto por Levin y Wen son que en el presente caso la celosía de fondo es dinámica y tiene placas hexagonales en lugar de cuadradas.
- ^ Bowles, Claire. "¿Han encontrado los investigadores un nuevo estado de la materia?" . Alerta Eureka . Consultado el 29 de enero de 2012 .
- ^ Merali, Zeeya (17 de marzo de 2007). "El universo es un líquido de red de cuerdas" . Nuevo científico . 193 (2595): 8–9. doi : 10.1016 / s0262-4079 (07) 60640-x . Consultado el 29 de enero de 2012 .
- ^ Leer, N .; Sachdev, Subir (1 de marzo de 1991). "Large-Nexpansion para antiferromagnetos cuánticos frustrados". Cartas de revisión física . Sociedad Estadounidense de Física (APS). 66 (13): 1773-1776. Código Bibliográfico : 1991PhRvL..66.1773R . doi : 10.1103 / physrevlett.66.1773 . ISSN 0031-9007 . PMID 10043303 .
- ^ Xiao-Gang Wen , Teoría del campo medio de los estados líquidos de giro con brechas de energía finitas y órdenes topológicas, Phys. Rev. B44, 2664 (1991) .
- ^ Kitaev, Alexei, Y .; Chris Laumann (2009). "Fases topológicas y computación cuántica". arXiv : 0904.2771 [ cond-mat.mes-hall ].
- ^ Morimae, Tomoyuki (2012). "Red tensorial computacional cuántica en condensado de red de cadena". Physical Review A . 85 (6): 062328. arXiv : 1012.1000 . Código bibliográfico : 2012PhRvA..85f2328M . doi : 10.1103 / PhysRevA.85.062328 . S2CID 118522495 .