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什麽是 AdS / CFT ?

2015-02-05知識

還在學,提供一些粗淺的看法,不一定對,歡迎指正,且以後可能更新:

如果一句話解釋給門外漢,AdS/CFT對偶是聯系內部的量子重力(當然可以加一些物質場進來)和邊界上的CFT的對偶。

從建立程式上有兩種途徑:top down和bottom up。前者是從一個具體的UV完備的理論出發「推出」兩種等價的低能有效理論的對偶。後者是從EFT的角度來看這個對偶,而且更像是利用內部的理論「定義」邊界上的理論,只不過對稱性恰好使得邊界上是CFT。

具體地說,top down選擇以弦論為UV完備理論出發。弦論有很多有趣的玩法,比如你可以從中辨識出無品質自旋為2的自由度作為對背景的擾動——相當於理論一開始就是平直時空上的,但是弦會改變它生活的時空,使之彎曲;弦論可以滿足你對「曲率起源於物質,又作用於物質」的想象。這種做法可以推廣——你可以把開弦自由度(被認為長在所謂的D-膜上)辨識出來作為背景,然後讓閉弦(作為物理的粒子)在此背景上運動;這樣得到的是一個彎曲時空的閉弦論,且其低能有效理論一部份是自由重力子,另一部份生活在 AdS_5 \times \mathbb{S}^5 (AdS5和球面的出現是因為開弦的犧牲改變了背景),把 \mathbb{S}^5 緊化之後就得到了 AdS_5 上的重力理論。所謂緊化,就是殺死不被觀測的緊致維度,由於緊致流形上的場總是可以按某正交歸一基展開(這個基中的基向量用n標記),因此作用量中的積分就轉變為了n的級數,低能近似下只取前面的若幹項,從而「降低了」理論的維數。另一種看法是開弦和閉弦都生活在平直時空,因為定義開弦而引入的D3-膜(在低能時)成為了Super Yang-Mills生活的自然空間(是4維的),低能時的另一部份自由度也是自由重力子。這兩種看法應該在全量子意義下等價(全量子是指按微擾展開,應該逐階對應上)。不關心自由重力子部份,從而得知著名的Maldacena版本的AdS/CFT。

另一方面,bottom up是不關心UV完備理論到底是啥,而只在EFT的意義上討論對偶。建立bottom up的方式是直接引入witten map,簡介可以參考下面回答:

最後,我個人認為全像對偶是有偏向的,即內部場論的資訊仍然要多一些。按照witten map,從內部得到邊界是直接的,沒有任何不清楚的地方;但從邊界反過來對應內部,似乎還沒有確切的做法。而且所謂「兩邊的生成泛函相等」實際上是很不負責的說法,如果加上宗量,應該寫成

Z_{cft}[O] = Z_{gravity}[\Phi|_{\partial AdS}]

其中 O 和 \Phi 是相互對偶的場,前者在CFT裏,後者在重力裏。是的,你沒看錯,右邊並不是通常意義上的生成泛函,它的輸入是「場在邊界上的取值」。因此我目前認為理解成「對偶」似乎有些激進了。