10 research outputs found
Magnetic vortices in gauge/gravity duality
Wir untersuchen stark gekoppelte Phänomene unter Verwendung der Dualität
zwischen Eich- und Gravitationstheorien. Dabei liegt ein besonderer Fokus
einerseits auf Vortex Lösungen, die von einem magnetischem Feld verursacht
werden, und andererseits auf zeitabhängigen Problemen in holographischen
Modellen. Das wichtigste Ergebnis ist die Entdeckung eines unerwarteten Effektes
in einem einfachen holografischen Modell: ein starkes nicht abelsches
magnetisches Feld verursacht die Entstehung eines Grundzustandes in der Form
eines dreieckigen Gitters von Vortices.
Die Dualität zwischen Eich- und Gravitationstheorien ist ein mächtiges Werkzeug
welches bereits verwendet wurde um stark gekoppelte Systeme vom Quark-Gluonen
Plasma in Teilchenbeschleunigern bis hin zu Festkörpertheorien zu beschreiben.
Die wichtigste Idee ist dabei die der Dualität: Eine stark gekoppelte
Quantenfeldtheorie kann untersucht werden, indem man die Eigenschaften eines aus
den Einsteinschen Feldgleichungen folgenden Gravitations-Hintergrundes bestimmt.
Eine der Gravitationstheorien, die in dieser Arbeit behandelt werden, ist eine
Einstein--Yang--Mills Theorie in einem AdS--Schwarzschild Hintergrund mit
SU(2)-Eichsymmetrie. Der Ansatz für das Eichfeld ist so gewählt, dass die
zugehörige Quantenfeldtheorie einem externen Magnetfeld ausgesetzt ist. Oberhalb
eines kritischen Magnetfeldes wird die Konfiguration instabil und zeigt einen
Phasenübergang zu einem Supraleiter.
Die Instabilität wird mit zwei Ansätzen untersucht. Zum einen werden
Fluktuationen des Hintergrunds betrachtet und die Quasinormalmoden analysiert.
Zum anderen zeigt die numerische Analyse der Bewegungsgleichungen, dass das
effektive Schrödinger-Potential mit stärker werdendem Magnetfeld sich so lange
verändert, bis ein gebundener Zustand möglich wird. Der sich ergebende
supraleitende Grundzustand ist durch ein dreieckiges Vortexgitter gegeben, wie
eine störungstheoretische Entwicklung über einem kleinen Parameter proportional
zur Größe des Kondensats zeigt. Zur Bestimmung des energetisch bevorzugten
Zustands wird mithilfe der holographischen Übersetzungsvorschrift die
Gesamtenergie verschiedener Lösungen berechnet. Hierfür wird die Lösung der
Bewegungsgleichungen zur dritten Ordnung in oben genanntem Parameter berechnet.
Zusätzlich wird gezeigt, dass dieses Ergebnis auch für den Fall einer AdS--hard
wall Geometrie gilt, also einer Feldtheorie mit Confinement.
Als nächstes erweitern wir das einfache Gravitationsmodell um ein chemisches
Potential und wiederholen die Untersuchung. Sind das chemische Potential, das
magnetische Feld oder beide groß genug, so befindet sich das System in einer
supraleitenden Phase. Wir berechnen das Phasendiagramm des Systems numerisch.
Der Grundzustand der supraleitenden Phase nahe dem Phasenübergang ist ein
dreieckiges Vortexgitter, wobei der Gitterabstand nur von der Stärke des
magnetischen Feldes abhängt. Die Relevanz dieser Ergebnisse wird im Zusammenhang
mit inhomogenen Grundzuständen in holographischen Supraleitern diskutiert, einem
Themengebiet welches in letzter Zeit viel Interesse auf sich gezogen hat. Die
erhaltenen Resultate sind nicht nur aufgrund der vorher unbekannten inhomogenen
Lösung der Gravitationstheorie mit Schwarzem Loch neuartig. Es ist auch
interessant, dass ein großes magnetisches Feld die Vortexstruktur im
Grundzustand induziert anstatt sie zu unterdrücken.
Des Weiteren untersuchen wir zeitabhängige Phänomene in einer holographischen
Erweiterung des Kondomodells. Letzteres beschreibt ein einfaches Modell in der
Festkörperphysik, in welchem eine magnetische Verunreinigung stark an ein
Elektronenreservoir koppelt. Die holographische Beschreibung erfordert Techniken
der numerischen Relativitätstheorie und erlaubt uns die Entwicklung des Systems
nach einem plötzlichen Sprung in der Kopplungskonstante zu simulieren.
Diese Doktorarbeit basiert auf Ergebnissen, die der Autor während des Studiums
am Max-Planck-Institut-für-Physik in München, Deutschland unter der Betreuung
von PD Dr. J. K. Erdmenger von August 2011 bis Mai 2014 erreicht hat. Die
relevanten Veröffentlichungen sind:
[1] M. Ammon, J. Erdmenger, P. Kerner, and M. Strydom,
“Black Hole Instability Induced by a Magnetic Field,”
Phys.Lett. B706 (2011) 94–99, arXiv:1106.4551 [hep-th],
[2] Y.-Y. Bu, J. Erdmenger, J. P. Shock, and M. Strydom,
“Magnetic field induced lattice ground states from holography,”
JHEP 1303 (2013) 165, arXiv:1210.6669 [hep-th].We study strongly-coupled phenomena using gauge/gravity duality, with a
particular focus on vortex solutions produced by magnetic field and
time-dependent problems in holographic models. The main result is the discovery
of a counter-intuitive effect where a strong non-abelian magnetic field induces
the formation of a triangular vortex lattice ground state in a simple
holographic model.
Gauge/gravity duality is a powerful theoretical tool that has been used to study
strongly-coupled systems ranging from the quark-gluon plasma produced at
particle colliders to condensed matter theories. The most important idea is that
of duality: a strongly coupled quantum field theory can be studied by
investigating the properties of a particular gravity background described by
Einstein's equations.
One gravity background we study in this dissertation is AdS--Schwarzschild with
an SU(2) gauge field. We switch on the gauge field component that gives the
field theory an external magnetic field. When the magnetic field is above a
critical value, we find that the system is unstable, indicating a
superconducting phase transition.
We find the instability in two ways. Firstly, we do a quasinormal mode analysis,
studying fluctuations about the background. Secondly, we rewrite the equations
in Schrödinger form and numerically find that, as the magnetic field is
increased, the potential deepens until it is capable of supporting a bound
state. Next we show that the resulting superconducting ground state is a
triangular vortex lattice. This is done by performing a perturbative expansion
in a small parameter proportional to the condensate size. After solving the
equations to third order, we use the holographic dictionary to calculate the
total energy of different lattice solutions and identify the minimum energy
state. In addition, we show that the result holds in an AdS--hard wall model as
well, which is dual to a confining theory.
Next we extend the simple gravity model to include a chemical potential and
repeat the analysis. When the chemical potential, magnetic field or both are
large, the system is in a superconducting phase. We calculate the precise phase
diagram numerically. The ground state in the superconducting phase near the
phase transition line is shown to be a triangular vortex lattice with lattice
spacing depending only on the magnetic field strength. We comment on the
relevance of the results to the study of inhomogeneous ground states in
holographic superconductors, a topic in which there has been much interest
recently. Our results are novel not only because of the previously unknown
inhomogeneous black hole solution, but also because of the effect of a large
magnetic field inducing rather than inhibiting the vortex lattice ground state
in a holographic model.
We also study time-dependent phenomena in a holographic generalisation of the
Kondo model, a simple condensed matter model of a magnetic impurity coupled
strongly to a sea of electrons. This requires techniques from numerical
relativity and allows us to determine the response of the system to a quench in
the coupling.
This dissertation is based on work the author did during a PhD fellowship under
the supervision of PD Dr. J. K. Erdmenger at the Max-Planck-Institut für Physik
in Munich, Germany from August 2011 to May 2014. The relevant publications are:
[1] M. Ammon, J. Erdmenger, P. Kerner, and M. Strydom,
“Black Hole Instability Induced by a Magnetic Field,”
Phys.Lett. B706 (2011) 94–99, arXiv:1106.4551 [hep-th],
[2] Y.-Y. Bu, J. Erdmenger, J. P. Shock, and M. Strydom,
“Magnetic field induced lattice ground states from holography,”
JHEP 1303 (2013) 165, arXiv:1210.6669 [hep-th].Ons bestudeer sterk gekoppelde fenomene deur die gebruik van dualiteit tussen
ykteorieë en gravitasieteorieë. Ons fokus spesifiek op vorteks oplossings wat
deur magnetiese velde voortgebring word, asook tyd-afhanklike probleme in
holografiese modelle. Die belangrikste resultaat is die ontdekking van 'n
onverwagte effek waar sterk nie-abelse magnetiese velde 'n driehoekige
vorteksrooster grondtoestand uitlok in 'n holografiese model.
Die dualiteit tussen ykteorieë en gravitasie is 'n nuttige instrument wat al
gebruik is om sterk-gekoppelde stelsels te bestudeer wat wissel van die
kwark-gluon plasma, wat geproduseer is by deeltjieversnellers, tot
gekondenseerde materie teorieë. Die belangrikste begrip is dualiteit: 'n sterk
gekoppelde kwantumveldteorie kan bestudeer word deur die eienskappe van 'n
spesifieke swaartekrag agtergrond, wat beskryf word deur Einstein se
vergelykings, te ondersoek.
Een swaartekrag agtergrond wat ons bestudeer is AdS--Schwarzschild met 'n SU(2)
ykveld. Ons skakel die ykveld komponent aan wat in die veldteorie duaal is aan
'n eksterne magnetiese veld. Wanneer die magnetiese veld bo 'n spesifieke waarde
val, vind ons dat die stelsel onstabiel is, wat dui op 'n supergeleidende fase
oorgang.
Ons vind die onstabiliteit op twee maniere. Eerstens, doen ons 'n quasinormale
modus analise, waarin ons versteurings van die agtergrond bestudeer. Tweedens,
herskryf ons die vergelykings in Schrödinger vorm en vind numeries dat soos
die magnetiese veld sterker word, verdiep die potensiaal totdat dit diep genoeg
is vir 'n gebonde toestand om te vorm. Volgende wys ons dat die gevolglike
supergeleidende grondtoestand 'n rooster van driehoekige vortekse is. Dit word
gedoen deur die uitvoering van 'n versteuringsuitbreiding in 'n klein parameter
wat proporsioneel is tot die grootte van die kondensaat. Na die oplossing van
die vergelykings tot op die derde orde, gebruik ons die holografiese
vertalingsvoorskrif om die totale energie van verskillende rooster oplossings te
bereken en~die minimum energie toestand te identifiseer. Daarna wys ons dat
die gevolge in 'n AdS--hard wall model ook waar is. Die AdS--hard muur model is
duaal tot 'n teorie met confinement.
Volgende brei ons die eenvoudige swaartekrag model uit sodat dit 'n chemiese
potensiaal in sluit en dan herhaal ons die analise. Wanneer die chemiese
potensiaal, magnetiese veld of albei groot is, is die stelsel in 'n
supergeleidende fase. Ons bereken die fase diagram numeries. Die grondtoestand
in die supergeleidende fase naby die fase-oorgangslyn vorm 'n driehoekige
vorteksrooster met rooster spasiëring wat afhang van die sterkte van die
magnetiese veld. Ons lewer kommentaar op die toepaslikheid van die resultate tot
nie-homogene grondtoestande in holografiese supergeleiers, 'n onderwerp waarin
daar onlangs baie belangstelling was. Die nuwigheid van ons resultate l\^e in
beide die voorheen onbekende swartkolk oplossing en die effek van 'n groot
magnetiese veld wat die vorteksrooster grondtoestand in 'n holografiese model
eerder voortbring as verhinder.
Ons bestudeer ook tyd-afhanklike fenomene in 'n holografiese veralgemening
van die Kondo model, 'n eenvoudige gekondenseerde materie model van 'n
magnetiese onreinheid wat sterk koppel aan 'n see van elektrone. Dit vereis
tegnieke van numeriese relatiwiteit en laat ons toe om die reaksie van die
stelsel te bepaal na 'n vinnige sprong in die koppeling.
Hierdie verhandeling is gebaseer op die werk wat die skrywer tydens 'n PhD
program onder die toesig van PD Dr JK Erdmenger by die Max Planck-Institut-für
Physik in München, Duitsland vanaf Augustus 2011 tot Mei 2014 gedoen het. Die
toespaslike publikasies is:
[1] M. Ammon, J. Erdmenger, P. Kerner, and M. Strydom,
“Black Hole Instability Induced by a Magnetic Field,”
Phys.Lett. B706 (2011) 94–99, arXiv:1106.4551 [hep-th],
[2] Y.-Y. Bu, J. Erdmenger, J. P. Shock, and M. Strydom,
“Magnetic field induced lattice ground states from holography,”
JHEP 1303 (2013) 165, arXiv:1210.6669 [hep-th]
Magnetic vortices in gauge/gravity duality
Wir untersuchen stark gekoppelte Phänomene unter Verwendung der Dualität
zwischen Eich- und Gravitationstheorien. Dabei liegt ein besonderer Fokus
einerseits auf Vortex Lösungen, die von einem magnetischem Feld verursacht
werden, und andererseits auf zeitabhängigen Problemen in holographischen
Modellen. Das wichtigste Ergebnis ist die Entdeckung eines unerwarteten Effektes
in einem einfachen holografischen Modell: ein starkes nicht abelsches
magnetisches Feld verursacht die Entstehung eines Grundzustandes in der Form
eines dreieckigen Gitters von Vortices.
Die Dualität zwischen Eich- und Gravitationstheorien ist ein mächtiges Werkzeug
welches bereits verwendet wurde um stark gekoppelte Systeme vom Quark-Gluonen
Plasma in Teilchenbeschleunigern bis hin zu Festkörpertheorien zu beschreiben.
Die wichtigste Idee ist dabei die der Dualität: Eine stark gekoppelte
Quantenfeldtheorie kann untersucht werden, indem man die Eigenschaften eines aus
den Einsteinschen Feldgleichungen folgenden Gravitations-Hintergrundes bestimmt.
Eine der Gravitationstheorien, die in dieser Arbeit behandelt werden, ist eine
Einstein--Yang--Mills Theorie in einem AdS--Schwarzschild Hintergrund mit
SU(2)-Eichsymmetrie. Der Ansatz für das Eichfeld ist so gewählt, dass die
zugehörige Quantenfeldtheorie einem externen Magnetfeld ausgesetzt ist. Oberhalb
eines kritischen Magnetfeldes wird die Konfiguration instabil und zeigt einen
Phasenübergang zu einem Supraleiter.
Die Instabilität wird mit zwei Ansätzen untersucht. Zum einen werden
Fluktuationen des Hintergrunds betrachtet und die Quasinormalmoden analysiert.
Zum anderen zeigt die numerische Analyse der Bewegungsgleichungen, dass das
effektive Schrödinger-Potential mit stärker werdendem Magnetfeld sich so lange
verändert, bis ein gebundener Zustand möglich wird. Der sich ergebende
supraleitende Grundzustand ist durch ein dreieckiges Vortexgitter gegeben, wie
eine störungstheoretische Entwicklung über einem kleinen Parameter proportional
zur Größe des Kondensats zeigt. Zur Bestimmung des energetisch bevorzugten
Zustands wird mithilfe der holographischen Übersetzungsvorschrift die
Gesamtenergie verschiedener Lösungen berechnet. Hierfür wird die Lösung der
Bewegungsgleichungen zur dritten Ordnung in oben genanntem Parameter berechnet.
Zusätzlich wird gezeigt, dass dieses Ergebnis auch für den Fall einer AdS--hard
wall Geometrie gilt, also einer Feldtheorie mit Confinement.
Als nächstes erweitern wir das einfache Gravitationsmodell um ein chemisches
Potential und wiederholen die Untersuchung. Sind das chemische Potential, das
magnetische Feld oder beide groß genug, so befindet sich das System in einer
supraleitenden Phase. Wir berechnen das Phasendiagramm des Systems numerisch.
Der Grundzustand der supraleitenden Phase nahe dem Phasenübergang ist ein
dreieckiges Vortexgitter, wobei der Gitterabstand nur von der Stärke des
magnetischen Feldes abhängt. Die Relevanz dieser Ergebnisse wird im Zusammenhang
mit inhomogenen Grundzuständen in holographischen Supraleitern diskutiert, einem
Themengebiet welches in letzter Zeit viel Interesse auf sich gezogen hat. Die
erhaltenen Resultate sind nicht nur aufgrund der vorher unbekannten inhomogenen
Lösung der Gravitationstheorie mit Schwarzem Loch neuartig. Es ist auch
interessant, dass ein großes magnetisches Feld die Vortexstruktur im
Grundzustand induziert anstatt sie zu unterdrücken.
Des Weiteren untersuchen wir zeitabhängige Phänomene in einer holographischen
Erweiterung des Kondomodells. Letzteres beschreibt ein einfaches Modell in der
Festkörperphysik, in welchem eine magnetische Verunreinigung stark an ein
Elektronenreservoir koppelt. Die holographische Beschreibung erfordert Techniken
der numerischen Relativitätstheorie und erlaubt uns die Entwicklung des Systems
nach einem plötzlichen Sprung in der Kopplungskonstante zu simulieren.
Diese Doktorarbeit basiert auf Ergebnissen, die der Autor während des Studiums
am Max-Planck-Institut-für-Physik in München, Deutschland unter der Betreuung
von PD Dr. J. K. Erdmenger von August 2011 bis Mai 2014 erreicht hat. Die
relevanten Veröffentlichungen sind:
[1] M. Ammon, J. Erdmenger, P. Kerner, and M. Strydom,
“Black Hole Instability Induced by a Magnetic Field,”
Phys.Lett. B706 (2011) 94–99, arXiv:1106.4551 [hep-th],
[2] Y.-Y. Bu, J. Erdmenger, J. P. Shock, and M. Strydom,
“Magnetic field induced lattice ground states from holography,”
JHEP 1303 (2013) 165, arXiv:1210.6669 [hep-th].We study strongly-coupled phenomena using gauge/gravity duality, with a
particular focus on vortex solutions produced by magnetic field and
time-dependent problems in holographic models. The main result is the discovery
of a counter-intuitive effect where a strong non-abelian magnetic field induces
the formation of a triangular vortex lattice ground state in a simple
holographic model.
Gauge/gravity duality is a powerful theoretical tool that has been used to study
strongly-coupled systems ranging from the quark-gluon plasma produced at
particle colliders to condensed matter theories. The most important idea is that
of duality: a strongly coupled quantum field theory can be studied by
investigating the properties of a particular gravity background described by
Einstein's equations.
One gravity background we study in this dissertation is AdS--Schwarzschild with
an SU(2) gauge field. We switch on the gauge field component that gives the
field theory an external magnetic field. When the magnetic field is above a
critical value, we find that the system is unstable, indicating a
superconducting phase transition.
We find the instability in two ways. Firstly, we do a quasinormal mode analysis,
studying fluctuations about the background. Secondly, we rewrite the equations
in Schrödinger form and numerically find that, as the magnetic field is
increased, the potential deepens until it is capable of supporting a bound
state. Next we show that the resulting superconducting ground state is a
triangular vortex lattice. This is done by performing a perturbative expansion
in a small parameter proportional to the condensate size. After solving the
equations to third order, we use the holographic dictionary to calculate the
total energy of different lattice solutions and identify the minimum energy
state. In addition, we show that the result holds in an AdS--hard wall model as
well, which is dual to a confining theory.
Next we extend the simple gravity model to include a chemical potential and
repeat the analysis. When the chemical potential, magnetic field or both are
large, the system is in a superconducting phase. We calculate the precise phase
diagram numerically. The ground state in the superconducting phase near the
phase transition line is shown to be a triangular vortex lattice with lattice
spacing depending only on the magnetic field strength. We comment on the
relevance of the results to the study of inhomogeneous ground states in
holographic superconductors, a topic in which there has been much interest
recently. Our results are novel not only because of the previously unknown
inhomogeneous black hole solution, but also because of the effect of a large
magnetic field inducing rather than inhibiting the vortex lattice ground state
in a holographic model.
We also study time-dependent phenomena in a holographic generalisation of the
Kondo model, a simple condensed matter model of a magnetic impurity coupled
strongly to a sea of electrons. This requires techniques from numerical
relativity and allows us to determine the response of the system to a quench in
the coupling.
This dissertation is based on work the author did during a PhD fellowship under
the supervision of PD Dr. J. K. Erdmenger at the Max-Planck-Institut für Physik
in Munich, Germany from August 2011 to May 2014. The relevant publications are:
[1] M. Ammon, J. Erdmenger, P. Kerner, and M. Strydom,
“Black Hole Instability Induced by a Magnetic Field,”
Phys.Lett. B706 (2011) 94–99, arXiv:1106.4551 [hep-th],
[2] Y.-Y. Bu, J. Erdmenger, J. P. Shock, and M. Strydom,
“Magnetic field induced lattice ground states from holography,”
JHEP 1303 (2013) 165, arXiv:1210.6669 [hep-th].Ons bestudeer sterk gekoppelde fenomene deur die gebruik van dualiteit tussen
ykteorieë en gravitasieteorieë. Ons fokus spesifiek op vorteks oplossings wat
deur magnetiese velde voortgebring word, asook tyd-afhanklike probleme in
holografiese modelle. Die belangrikste resultaat is die ontdekking van 'n
onverwagte effek waar sterk nie-abelse magnetiese velde 'n driehoekige
vorteksrooster grondtoestand uitlok in 'n holografiese model.
Die dualiteit tussen ykteorieë en gravitasie is 'n nuttige instrument wat al
gebruik is om sterk-gekoppelde stelsels te bestudeer wat wissel van die
kwark-gluon plasma, wat geproduseer is by deeltjieversnellers, tot
gekondenseerde materie teorieë. Die belangrikste begrip is dualiteit: 'n sterk
gekoppelde kwantumveldteorie kan bestudeer word deur die eienskappe van 'n
spesifieke swaartekrag agtergrond, wat beskryf word deur Einstein se
vergelykings, te ondersoek.
Een swaartekrag agtergrond wat ons bestudeer is AdS--Schwarzschild met 'n SU(2)
ykveld. Ons skakel die ykveld komponent aan wat in die veldteorie duaal is aan
'n eksterne magnetiese veld. Wanneer die magnetiese veld bo 'n spesifieke waarde
val, vind ons dat die stelsel onstabiel is, wat dui op 'n supergeleidende fase
oorgang.
Ons vind die onstabiliteit op twee maniere. Eerstens, doen ons 'n quasinormale
modus analise, waarin ons versteurings van die agtergrond bestudeer. Tweedens,
herskryf ons die vergelykings in Schrödinger vorm en vind numeries dat soos
die magnetiese veld sterker word, verdiep die potensiaal totdat dit diep genoeg
is vir 'n gebonde toestand om te vorm. Volgende wys ons dat die gevolglike
supergeleidende grondtoestand 'n rooster van driehoekige vortekse is. Dit word
gedoen deur die uitvoering van 'n versteuringsuitbreiding in 'n klein parameter
wat proporsioneel is tot die grootte van die kondensaat. Na die oplossing van
die vergelykings tot op die derde orde, gebruik ons die holografiese
vertalingsvoorskrif om die totale energie van verskillende rooster oplossings te
bereken en~die minimum energie toestand te identifiseer. Daarna wys ons dat
die gevolge in 'n AdS--hard wall model ook waar is. Die AdS--hard muur model is
duaal tot 'n teorie met confinement.
Volgende brei ons die eenvoudige swaartekrag model uit sodat dit 'n chemiese
potensiaal in sluit en dan herhaal ons die analise. Wanneer die chemiese
potensiaal, magnetiese veld of albei groot is, is die stelsel in 'n
supergeleidende fase. Ons bereken die fase diagram numeries. Die grondtoestand
in die supergeleidende fase naby die fase-oorgangslyn vorm 'n driehoekige
vorteksrooster met rooster spasiëring wat afhang van die sterkte van die
magnetiese veld. Ons lewer kommentaar op die toepaslikheid van die resultate tot
nie-homogene grondtoestande in holografiese supergeleiers, 'n onderwerp waarin
daar onlangs baie belangstelling was. Die nuwigheid van ons resultate l\^e in
beide die voorheen onbekende swartkolk oplossing en die effek van 'n groot
magnetiese veld wat die vorteksrooster grondtoestand in 'n holografiese model
eerder voortbring as verhinder.
Ons bestudeer ook tyd-afhanklike fenomene in 'n holografiese veralgemening
van die Kondo model, 'n eenvoudige gekondenseerde materie model van 'n
magnetiese onreinheid wat sterk koppel aan 'n see van elektrone. Dit vereis
tegnieke van numeriese relatiwiteit en laat ons toe om die reaksie van die
stelsel te bepaal na 'n vinnige sprong in die koppeling.
Hierdie verhandeling is gebaseer op die werk wat die skrywer tydens 'n PhD
program onder die toesig van PD Dr JK Erdmenger by die Max Planck-Institut-für
Physik in München, Duitsland vanaf Augustus 2011 tot Mei 2014 gedoen het. Die
toespaslike publikasies is:
[1] M. Ammon, J. Erdmenger, P. Kerner, and M. Strydom,
“Black Hole Instability Induced by a Magnetic Field,”
Phys.Lett. B706 (2011) 94–99, arXiv:1106.4551 [hep-th],
[2] Y.-Y. Bu, J. Erdmenger, J. P. Shock, and M. Strydom,
“Magnetic field induced lattice ground states from holography,”
JHEP 1303 (2013) 165, arXiv:1210.6669 [hep-th]
Quantum Quenches in a Holographic Kondo Model
We study non-equilibrium dynamics and quantum quenches in a recent
gauge/gravity duality model for a strongly coupled system interacting with a
magnetic impurity with spin. At large , it is convenient to write
the impurity spin as a bilinear in Abrikosov fermions. The model describes an
RG flow triggered by the marginally relevant Kondo operator. There is a phase
transition at a critical temperature, below which an operator condenses which
involves both an electron and an Abrikosov fermion field. This corresponds to a
holographic superconductor in AdS and models the impurity screening. We
study the time dependence of the condensate induced by quenches of the Kondo
coupling. The timescale for equilibration is generically given by the
lowest-lying quasinormal mode of the dual gravity model. This mode also governs
the formation of the screening cloud, which is obtained as the decrease of
impurity degrees of freedom with time. In the condensed phase, the leading
quasinormal mode is imaginary and the relaxation of the condensate is
over-damped. For quenches whose final state is close to the critical point of
the large phase transition, we study the critical slowing down and obtain
the combination of critical exponents . When the final state is exactly
at the phase transition, we find that the exponential ringing of the
quasinormal modes is replaced by a power-law behaviour of the form . This indicates the emergence of a discrete scale
invariance.Comment: 23 pages + appendices, 11 figure
Black Hole Instability Induced by a Magnetic Field
In the context of gauge/gravity duality, we find a new black hole instability
in asymptotically AdS spaces. On the field theory side, this instability is
induced by a magnetic field in the vacuum, in contrast to previous
instabilities which occur at finite density. On the gravity side, this
corresponds to a spatial component of the gauge field in SU(2)
Einstein-Yang-Mills theory, which provides the crucial non-Abelian structure.
Our analysis may provide supporting evidence for recent QCD studies of
Rho-meson condensation induced by a magnetic field.Comment: 13 pages, 2 figures v2: Added references, fixed typo