الحلول الدقيقة لثقوب سوداء AdS\(_4\) المتسارعة والمتماثلة فائقيًا بواسطة مؤشر المغزل

Edoardo Colombo وَ Seyed Morteza Hosseini وَ Dario Martelli وَ Antonio Pittelli وَ Alberto Zaffaroni

هذه النسخة مكتوبة باستخدام \LaTeX{}.

مُلخّص

نقدّم استنتاجًا أوليًا للانتروبيا المجهرية لفئة عامة جدًا من الثقوب السوداء المتماثلة فائقيًا والمتسارعة والدّوّارة في AdS\(_4\). يتم تحقيق ذلك من خلال تحليل الحدّ الأعلى (N→∞) لمؤشر المغزل، ويكمّل بناء أول مثال على تكافؤ هولوغرافي يتضمّن نظريات حقلية فائقيًا معرفة على أوربيفولدات ذات تفردات مخروطية.

مقدمة

تفسير الأصل المجهري لانتروبيا الثقوب السوداء المتماثلة فائقيًا في فضاء ضد دي سيتير (AdS) هو أحد أبرز النجاحات لثنائية الهولوغرافيا. تم تحقيق ذلك لأول مرة في (Benini:2015eyy) لفئة من الثقوب السوداء AdS\(_4\) من خلال دراسة الحدّ الأعلى-\(N\) للمؤشر الملتوى الطوبولوجي (Benini:2015noa). تم توسيع مشهد الثقوب السوداء المتماثلة فائقيًا بشكل كبير في (Ferrero:2020twa)، حيث تم بناء ثقب أسود متماثل فائقيًا، دوار ومتسارع مع أفق المغزل، مع عرض عدد من الميزات الملحوظة. الأكثر إثارة للدهشة، في هذا الحل تم الحفاظ على التماثل الفائق من خلال آلية جديدة تُعرف باسم مضاد الالتواء. لوحظ لاحقًا أنه يمكن الحفاظ على التماثل الفائق على المغزل من خلال الالتواء الطوبولوجي التقليدي (Ferrero:2021etw,Ferrero:2021ovq). باستخدام البصيرة من (Cabo-Bizet:2018ehj)، تم إظهار في (Cassani:2021dwa) أن الفعل الحدي للتشويه المعقد والفائق التماثل لثقب أسود من (Ferrero:2020twa) يأخذ شكل دالة الانتروبيا، والتي يؤدي تطرفها إلى انتروبيا بيكنشتاين-هوكينغ. تم اقتراح تعميم لهذه الدالة في (Faedo:2021nub)، حيث اقترح أنه يمكن التعبير عنها من حيث الكتل الجاذبية (Hosseini:2019iad)، كما في جميع الأمثلة السابقة للثقوب السوداء. تم إثبات تحليل الكتل لدالة الانتروبيا الجاذبية في (Boido:2022mbe) باستخدام النموذج الرسمي لـ (Couzens:2018wnk) ثم في (BenettiGenolini:2024kyy) باستخدام التوطين المكافئ في الجاذبية الفائقة.

استلهامًا من هذه التطورات، قام (Inglese:2023wky,Inglese:2023tyc) بحساب الدالة التقسيمية الموضعية لنظريات تشيرن-سيمونز-المادة ذات \({\cal N} = 2\) المعرفة على \(\spindle \times S^1\)، حيث \(\spindle = \mathbb{WCP}^1_{[n_+,n_-]}\) هو المغزل، مع إما الالتواء أو مضاد الالتواء لاتصال التماثل \(R\) \(A\): \[\begin{aligned} \label{twistantitwistdef} \int_{\spindle} \f{\dd A}{2\pi} = \frac{1}{2}\p{\frac{1}{\nS} + \frac{\st}{\nN} } \equiv \frac{\chi_\st}{2} ~ , \end{aligned}\] يمكن التعبير عن النتيجة بمعادلة واحدة، تُعرف بـ مؤشر المغزل (Inglese:2023wky)، والذي يمكن تعريفه (Cassani:2021dwa) كمؤشر ويتن المنَّكه \[\begin{aligned} \label{traceformula} Z_{\spindle \times S^1} = {\rm Tr}_{\mathscr H\comm{\spindle}} \comm{\ee^{ - \im \sum_{\alpha=1}^{\nglobsym} \varphi_ \alpha Q_\alpha+ \ii \upomega J}} \, , \end{aligned}\] حيث \(Q_\alpha\) هي مولدات التماثلات العالمية ذات الرتبة \(\nglobsym\)، \(J\) هو مولد الزخم الزاوي على \(\spindle\)، \(\mathscr H\comm\spindle\) هو فضاء هيلبرت للحالات BPS على المغزل والعوامل الكيميائية مرتبطة بالقيد \[\begin{aligned} \label{lovelyconstraint} \sum_{\alpha=1}^{\nglobsym} \varphi_\alpha + \frac{\chi_{-\st} }{2} \upomega = 2 \pi n \, , \qquad n \in \mathbb{Z} \, .\end{aligned}\] في هذه الرسالة سنوضح أن الحدّ الأعلى-\(N\) لمؤشر المغزل يعيد إنتاج دوال الانتروبيا المرتبطة بالثقوب السوداء AdS\(_4\) المتماثلة فائقيًا والمتسارعة. في حالة \(n_+=n_-=1\)، تشمل نتيجتنا الحدّ الأعلى-\(N\) لكل من المؤشر الملتوى الطوبولوجي والمؤشر الفائق التوافقي المعمم. سيتم مناقشة المزيد من التفاصيل والتعميمات في (toappear).

نموذج مصفوفة مؤشر المغزل

ننظر في نظريات تشيرن-سيمونز-المادة ذات النمط \({\cal N}=2\) مع مجموعة قياس \(\mathcal G=\prod_{a=1}^{|\mathcal{G}|}\)U\((N)_a\) والمضاعفات الكايرالية التي تتحول في تمثيلات ثنائية الأساس أو الجوهرية لعوامل مجموعة القياس. بشكل مخطط، يُكتب المؤشر على أنه نموذج مصفوفة \[\begin{aligned} \label{eq: zs1spindlefull} Z_{\spindle \times S^1}\p{\varphi,\mathfrak{n},\epsilon} = \!\!\sum_{\mathfrak m \in \Gamma_{\mathfrak h} }\!\! \oint_{\mathcal C} \!\tfrac{\dd \ugot}{|W_{\mathcal G}|} \, \widehat Z \p{\ugot, \mathfrak m |\varphi,\mathfrak{n},\epsilon } ~ ,\end{aligned}\] حيث \(\mathfrak h\)، \(\Gamma_{\mathfrak h}\) و \(W_{\mathcal G}\) تشير إلى جبر كارتان، شبكة الجذور المشتركة ومجموعة وايل لمجموعة القياس \(\mathcal G\)، على التوالي؛ بينما \(\mathcal C\) هو مسار تكامل مناسب لـ \(\ugot\). هنا عبّرنا جماعيًا عن \(u\in\mathfrak h\) و \(\mathfrak m\in\Gamma_{\mathfrak h}\) التجانسات القياسية على \(S^1\) والتدفقات من خلال \(\spindle\) على التوالي. بالمثل، \(\varphi\) و \(\mathfrak n\) هي شحنات/تدفقات النكهة/الطوبولوجية، مع ([eq: zs1spindlefull]) تعتمد ضمنيًا على بيانات المغزل \(n_+,n_-\) ومعامل الالتواء \(\st\).