Голографическая обложка Boussos - Boussos holographic bound - Wikipedia

Граница Буссо фиксирует фундаментальную связь между квантовой информацией и геометрией пространства и времени. Похоже, это отпечаток единой теории, сочетающей квантовую механику с общей теорией относительности Эйнштейна.[1] Изучение термодинамика черной дыры и информационный парадокс привело к идее голографический принцип: энтропия вещества и излучения в пространственной области не может превышать Бекенштейн -Хокинг энтропия границы области, которая пропорциональна граничной области. Однако этот «пространственноподобный» предел энтропии в космологии неверен; например, в нашей Вселенной это не так.[2]

Рафаэль Буссо показали, что пространственноподобная граница энтропии нарушается в более широком смысле во многих динамических условиях. Например, энтропия коллапсирующей звезды, оказавшейся внутри черной дыры, в конечном итоге превысит площадь ее поверхности.[3] Из-за релятивистского сокращения длины даже обычные термодинамические системы могут быть заключены на сколь угодно малой площади.[1]

Чтобы сохранить голографический принцип, Буссо предложил другой закон, который не следует из физики черных дыр: ковариантная оценка энтропии[3] или Буссо.[4][5] Его центральный геометрический объект - это световой лист, определяемая как область, очерченная нерасширяющимися световыми лучами, испускаемыми ортогонально с произвольной поверхности B. Например, если B - сфера в момент времени в пространстве Минковского, то есть два световых листа, порожденные прошлым или световые лучи, направленные в будущее, испускались внутрь сферы в то время. Если B - сфера, окружающая большую область в расширяющейся Вселенной (анти-в ловушке сфера), то снова можно рассмотреть два световых листа. Оба обращены к прошлому, во внутреннее или внешнее. Если B - это захваченная поверхность, например, поверхность звезды на последней стадии гравитационного коллапса, световые эффекты направляются в будущее.

Оценка Буссо уклоняется от всех известных контрпримеров пространственноподобной оценки.[1][3] Было доказано, что это справедливо, когда энтропия является приблизительно локальным током при слабых предположениях.[4][5][6] В условиях слабой гравитации оценка Буссо подразумевает Бекенштейн связан[7] и допускает формулировку, которая может быть доказана в любой релятивистской квантовой теории поля.[8] Конструкция светового листа может быть инвертирована для создания голографических экранов для произвольного пространства-времени.[9]

Более недавнее предложение, гипотеза о квантовой фокусировке,[10] подразумевает оригинальный переплет Буссо и поэтому может рассматриваться как его более сильная версия. В пределе, когда гравитация пренебрежимо мала, гипотеза квантовой фокусировки предсказывает квантовое условие нулевой энергии,[11] который связывает локальную плотность энергии с производной энтропии. Это соотношение было позже доказано в любой релятивистской квантовой теории поля, такой как Стандартная модель.[11][12][13][14]

Рекомендации

  1. ^ а б c Буссо, Рафаэль (5 августа 2002 г.). «Голографический принцип». Обзоры современной физики. 74 (3): 825–874. arXiv:hep-th / 0203101. Bibcode:2002РвМП ... 74..825Б. Дои:10.1103 / RevModPhys.74.825. S2CID  55096624.
  2. ^ Fischler, W .; Сасскинд, Л. (1998-06-11). «Голография и космология». arXiv:hep-th / 9806039.
  3. ^ а б c Буссо, Рафаэль (13 августа 1999). "Гипотеза ковариантной энтропии". Журнал физики высоких энергий. 1999 (7): 004. arXiv:hep-th / 9905177. Bibcode:1999JHEP ... 07..004B. Дои:10.1088/1126-6708/1999/07/004. S2CID  9545752.
  4. ^ 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. Bibcode:2000ПхРвД..62х4035Ф. Дои:10.1103 / PhysRevD.62.084035. ISSN  0556-2821. S2CID  7648994.
  5. ^ а б Строминджер, Эндрю; Томпсон, Дэвид (2004-08-09). «Квантовая граница Буссо». Физический обзор D. 70 (4): 044007. arXiv:hep-th / 0303067. Bibcode:2004ПхРвД..70д4007С. Дои:10.1103 / PhysRevD.70.044007. ISSN  1550-7998. S2CID  18666260.
  6. ^ Буссо, Рафаэль; Фланаган, Эанна Э .; Марольф, Дональд (2003-09-03). «Простые достаточные условия обобщенной ковариантной оценки энтропии». Физический обзор D. 68 (6): 064001. arXiv:hep-th / 0305149. Bibcode:2003ПхРвД..68ф4001Б. Дои:10.1103 / PhysRevD.68.064001. ISSN  0556-2821. S2CID  119049155.
  7. ^ Буссо, Рафаэль (27 марта 2003 г.). "Лайт-листы и переплет Бекенштейна". Письма с физическими проверками. 90 (12): 121302. arXiv:hep-th / 0210295. Дои:10.1103 / PhysRevLett.90.121302. ISSN  0031-9007. PMID  12688865. S2CID  41570896.
  8. ^ Буссо, Рафаэль; Казини, Орасио; Фишер, Захари; Мальдасена, Хуан (01.08.2014). «Доказательство квантовой связи Буссо». Физический обзор D. 90 (4): 044002. arXiv:1404.5635. Bibcode:2014ПхРвД..90д4002Б. Дои:10.1103 / PhysRevD.90.044002. ISSN  1550-7998. S2CID  119218211.
  9. ^ Буссо, Рафаэль (1999-06-28). «Голография в общем пространстве-времени». Журнал физики высоких энергий. 1999 (6): 028. arXiv:hep-th / 9906022. Bibcode:1999JHEP ... 06..028B. Дои:10.1088/1126-6708/1999/06/028. ISSN  1029-8479. S2CID  119518763.
  10. ^ Буссо, Рафаэль; Фишер, Захари; Лейхенауэр, Стефан; Уолл и Арон К. (2016-03-16). «Квантовая гипотеза фокусировки». Физический обзор D. 93 (6): 064044. arXiv:1506.02669. Bibcode:2016ПхРвД..93ф4044Б. Дои:10.1103 / PhysRevD.93.064044. ISSN  2470-0010. S2CID  116979904.
  11. ^ а б Буссо, Рафаэль; Фишер, Захари; Келлер, Джейсон; Лейхенауэр, Стефан; Уолл, Арон К. (12 января 2016 г.). «Доказательство квантового состояния нулевой энергии». Физический обзор D. 93 (2): 024017. arXiv:1509.02542. Bibcode:2016ПхРвД..93б4017Б. Дои:10.1103 / PhysRevD.93.024017. ISSN  2470-0010. S2CID  59469752.
  12. ^ Балакришнан, Шривацан; Фолкнер, Томас; Khandker, Zuhair U .; Ван, Хуацзя (сентябрь 2019 г.). «Общее доказательство квантового состояния нулевой энергии». Журнал физики высоких энергий. 2019 (9): 20. arXiv:1706.09432. Bibcode:2019JHEP ... 09..020B. Дои:10.1007 / JHEP09 (2019) 020. ISSN  1029-8479. S2CID  85530291.
  13. ^ Уолл, Арон К. (2017-04-10). «Нижняя граница плотности энергии в классической и квантовой теориях поля». Письма с физическими проверками. 118 (15): 151601. arXiv:1701.03196. Bibcode:2017PhRvL.118o1601W. Дои:10.1103 / PhysRevLett.118.151601. ISSN  0031-9007. PMID  28452547. S2CID  28785629.
  14. ^ Джейхан, Фикрет; Фолкнер, Томас (2019-03-20). «Восстановление QNEC от ANEC». arXiv:1812.04683 [hep-th ].