Голографическая граница Буссо
 | Эта статья в значительной степени или полностью опирается на один источник . ( март 2011 г. ) |
Граница Буссо отражает фундаментальную связь между квантовой информацией и геометрией пространства и времени. Похоже, это отпечаток единой теории, сочетающей квантовую механику с общей теорией относительности Эйнштейна. [ 1 ] Исследование термодинамики черной дыры и информационного парадокса привело к идее голографического принципа : энтропия материи и излучения в пространственной области не может превышать Бекенштейна – Хокинга энтропию границы области, которая пропорциональна площади границы. . Однако эта «пространственноподобная» граница энтропии не работает в космологии; например, это не справедливо для нашей Вселенной. [ 2 ]
Рафаэль Буссо показал, что пространственноподобная граница энтропии нарушается в более широком смысле во многих динамических ситуациях. Например, энтропия коллапсирующей звезды, оказавшейся внутри черной дыры, в конечном итоге превысит площадь ее поверхности. [ 3 ] Благодаря релятивистскому сокращению длины даже обычные термодинамические системы могут быть заключены в сколь угодно малую площадь. [ 1 ]
Чтобы сохранить голографический принцип, Буссо предложил другой закон, который не следует из физики черных дыр: ковариантную границу энтропии [ 3 ] или связанный с Буссо. [ 4 ] [ 5 ] Его центральным геометрическим объектом является световой лист , определяемый как область, очерченная нерасширяющимися световыми лучами, испускаемыми ортогонально от произвольной поверхности B. Например, если B в определенный момент времени является сферой в пространстве Минковского , то существует два световые листы, генерируемые лучами света, направленными в прошлое или будущее, испускаемыми внутрь сферы в тот момент. Если B — это сфера, окружающая большую область расширяющейся Вселенной (анти- захваченная сфера), то снова можно рассматривать два световых слоя. Оба направлены в прошлое, внутрь или наружу. Если B — это захваченная поверхность , такая как поверхность звезды на последней стадии гравитационного коллапса, то световые листы направлены в будущее.
Граница Буссо обходит все известные контрпримеры пространственноподобной границы. [ 1 ] [ 3 ] Было доказано, что при слабых предположениях это справедливо, когда энтропия примерно равна локальному току. [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] В условиях слабой гравитации граница Буссо влечет за собой границу Бекенштейна [ 7 ] и допускает формулировку, справедливость которой можно доказать в любой релятивистской квантовой теории поля. [ 8 ] Конструкция светового листа может быть инвертирована для создания голографических экранов для произвольного пространства-времени. [ 9 ]
Более позднее предложение — гипотеза квантовой фокусировки . [ 10 ] подразумевает исходную оценку Буссо и поэтому может рассматриваться как ее более сильная версия. В пределе, когда гравитация пренебрежимо мала, гипотеза квантовой фокусировки предсказывает состояние квантовой нулевой энергии : [ 11 ] который связывает локальную плотность энергии с производной энтропии. Позже было доказано, что это соотношение справедливо в любой релятивистской квантовой теории поля, такой как Стандартная модель . [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с Буссо, Рафаэль (5 августа 2002 г.). «Голографический принцип». Обзоры современной физики . 74 (3): 825–874. arXiv : hep-th/0203101 . Бибкод : 2002РвМП...74..825Б . дои : 10.1103/RevModPhys.74.825 . S2CID 55096624 .
- ^ Фишлер, В.; Сасскинд, Л. (11 июня 1998 г.). «Голография и космология». arXiv : hep-th/9806039 .
- ^ Jump up to: а б с Буссо, Рафаэль (13 августа 1999 г.). «Гипотеза ковариантной энтропии». Журнал физики высоких энергий . 1999 (7): 004. arXiv : hep-th/9905177 . Бибкод : 1999JHEP...07..004B . дои : 10.1088/1126-6708/1999/07/004 . S2CID 9545752 .
- ^ Jump up to: а б Фланаган, Эанна Э.; Марольф, Дональд; Уолд, Роберт М. (27 сентября 2000 г.). «Доказательство классических версий границы энтропии Буссо и обобщенного второго закона». Физический обзор D . 62 (8): 084035. arXiv : hep-th/9908070 . Бибкод : 2000PhRvD..62h4035F . дои : 10.1103/PhysRevD.62.084035 . ISSN 0556-2821 . S2CID 7648994 .
- ^ Jump up to: а б Строминджер, Эндрю; Томпсон, Дэвид (9 августа 2004 г.). «Квантовый предел Буссо». Физический обзор D . 70 (4): 044007. arXiv : hep-th/0303067 . Бибкод : 2004PhRvD..70d4007S . doi : 10.1103/PhysRevD.70.044007 . ISSN 1550-7998 . S2CID 18666260 .
- ^ Буссо, Рафаэль; Фланаган, Эанна Э.; Марольф, Дональд (3 сентября 2003 г.). «Простые достаточные условия для обобщенной ковариантной границы энтропии». Физический обзор D . 68 (6): 064001. arXiv : hep-th/0305149 . Бибкод : 2003PhRvD..68f4001B . doi : 10.1103/PhysRevD.68.064001 . ISSN 0556-2821 . S2CID 119049155 .
- ^ Буссо, Рафаэль (27 марта 2003 г.). «Лайт-листы и переплет Бекенштейна». Письма о физических отзывах . 90 (12): 121302. arXiv : hep-th/0210295 . doi : 10.1103/PhysRevLett.90.121302 . ISSN 0031-9007 . ПМИД 12688865 . S2CID 41570896 .
- ^ Буссо, Рафаэль; Казини, Орасио; Фишер, Закари; Мальдасена, Хуан (1 августа 2014 г.). «Доказательство квантовой границы Буссо». Физический обзор D . 90 (4): 044002. arXiv : 1404.5635 . Бибкод : 2014PhRvD..90d4002B . дои : 10.1103/PhysRevD.90.044002 . ISSN 1550-7998 . S2CID 119218211 .
- ^ Буссо, Рафаэль (28 июня 1999 г.). «Голография в общем пространстве-времени». Журнал физики высоких энергий . 1999 (6): 028. arXiv : hep-th/9906022 . Бибкод : 1999JHEP...06..028B . дои : 10.1088/1126-6708/1999/06/028 . ISSN 1029-8479 . S2CID 119518763 .
- ^ Буссо, Рафаэль; Фишер, Закари; Лейхенауэр, Стефан; Уолл и Арон К. (16 марта 2016 г.). «Гипотеза квантовой фокусировки». Физический обзор D . 93 (6): 064044. arXiv : 1506.02669 . Бибкод : 2016PhRvD..93f4044B . doi : 10.1103/PhysRevD.93.064044 . ISSN 2470-0010 . S2CID 116979904 .
- ^ Jump up to: а б Буссо, Рафаэль; Фишер, Закари; Келлер, Джейсон; Лейхенауэр, Стефан; Уолл, Арон К. (12 января 2016 г.). «Доказательство состояния квантовой нулевой энергии». Физический обзор D . 93 (2): 024017. arXiv : 1509.02542 . Бибкод : 2016PhRvD..93b4017B . дои : 10.1103/PhysRevD.93.024017 . ISSN 2470-0010 . S2CID 59469752 .
- ^ Балакришнан, Шриватсан; Фолкнер, Томас; Хандкер, Зухаир У.; Ван, Хуацзя (сентябрь 2019 г.). «Общее доказательство состояния квантовой нулевой энергии». Журнал физики высоких энергий . 2019 (9): 20.arXiv : 1706.09432 . Бибкод : 2019JHEP...09..020B . дои : 10.1007/JHEP09(2019) 0 ISSN 1029-8479 . S2CID 85530291 .
- ^ Уолл, Арон К. (10 апреля 2017 г.). «Нижняя граница плотности энергии в классической и квантовой теориях поля». Письма о физических отзывах . 118 (15): 151601. arXiv : 1701.03196 . Бибкод : 2017PhRvL.118o1601W . doi : 10.1103/PhysRevLett.118.151601 . ISSN 0031-9007 . ПМИД 28452547 . S2CID 28785629 .
- ^ Джейхан, Фикрет; Фолкнер, Томас (20 марта 2019 г.). «Восстановление QNEC из ANEC». arXiv : 1812.04683 [ hep-th ].
| Центральные концепции | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Игрушечные модели | |||||||||
| Квантовая теория поля в искривленном пространстве-времени | |||||||||
| Черные дыры | |||||||||
| Подходы |
| ||||||||
| Приложения | |||||||||
| |||||||||
 | Эта относительности статья, посвященная теории , незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее . |