Loading...

Aspects of Entanglement in Quantum Field Theory and Quantum Gravity, using the Holography

Faraji Astaneh, Amin | 2015

1730 Viewed
  1. Type of Document: Ph.D. Dissertation
  2. Language: Farsi
  3. Document No: 47032 (04)
  4. University: Sharif University of Technology
  5. Department: Physics
  6. Advisor(s): Arfaei, Hessamaddin; Mosaffa, Amir Esmaeil; Alishahiha, Mohsen
  7. Abstract:
  8. Entanglement is an immediate consequence of quantum mechanical pos- tulates and is thus an indispensable part of studying quantum systems. A very useful quantity which can appropriately quantify entanglement between the degrees of freedom of a composite quantum system is En- tanglement Entropy (EE).
    Over the last few years, this subject has attracted a lot of interest both in QFT and in the context of holography. On the one hand, an intu- itive geometrical Holographic model for entanglement entropy has been proposed in the context of gauge/gravity duality, and on the other, var- ious issues concerning entanglement have been explored, e.g. in quan- tum computation, quantum information theory, quantum field theories, string theory, supergravity and ... .The gravitational picture for EE has made it possible to investigate the crucial role of entanglement in causal evolutions of quantum mechanical systems, quantum phase transitions and ... in a wide range of models based on quantum mechanics.In addition, it seems that entanglement and its interpretation in both sides of the gauge/gravity duality is a good venue for a better under- standing of some fundamental issues such as the Holographic principle. Consequently, physicists in various branches are highly motivated to ad-dress the entanglement problem in their models which makes the subject an active research area.Our aim is to investigate the concept of entanglement in the context of auge/gravity duality, to find a deeper understanding of the subject, to simplify the former known results and also to explore some new aspects of EE and finally to predict the behavior of a strongly coupled quan- tum mechanical system, focusing on its entanglement pattern using the Holographic methods.Our computational tools are the usual methods in conformal field theo- ries and also the known methods inspired by the AdS/CFT duality. In this thesis, after a concise review of the basics of entanglement entropy in quantum mechanics, quantum field theory and also in Holography, we will report our recent findings in the field. Some of the achievements of this study are as follows: calculating the holographic EE for excited states, investigating certain properties of hy- persurfaces which maximize EE, explaining some disagreements in EE computed in field theory vs. gravity, calculating EE for field theories whose duals are gravitational theories with higher derivatives in curva- ture tensors such as the logarithmic conformal field theories (and also for conformal gravity) and finally investigating the role of EE as an order parameter in quantum quench.At the end, after a brief review of the results, we propose some new projects for future works
  9. Keywords:
  10. Quantum Entanglement ; Entanglement Entropy ; Entanglement ; Quantum Field Theory ; Strongly Coupled Quantum Fields Theory ; Gauge/Gravity Duality

 Digital Object List

 Bookmark

  • پیش‌گفتار
  • مقدمه‌ای بر در‌هم‌تنیدگی
    • در‌هم تنیدگی در مکانیک کوانتومی
    • عملگر چگالی کاهش‌یافته و آنتروپی در‌هم‌تنیدگی
      • برخی ویژگی‌های مهم آنتروپی در‌هم‌تنیدگی
    • در‌هم‌تنیدگی در سیستم‌های کوانتومی گسترده
  • در‌هم‌تنیدگی در نظریه‌ی میدان‌های کوانتومی
    • آنتروپی رِنی
    • روش نسخه
    • محاسبه‌ی آنتروپی در‌هم‌تنیدگی به کمک عملگر‌های پیچش (در دمای صفر )
    • محاسبه‌ی آنتروپی در‌هم‌تنیدگی به کمک عملگر‌های پیچش (در دمای متناهی )
    • محاسبه‌ی آنتروپی در‌هم‌تنیدگی به کمک بسط هسته‌ی گرمایی
      • نظریه میدان کوانتومی جرم‌دار
      • شکل کلی آنتروپی در‌هم‌تنیدگی برای یک سطح دلخواه، روی یک زمینه‌ی دلخواه
  • آنتروپی در‌هم‌تنیدگی هولوگرافیک
    • مروری بر هولوگرافی و دوگانی AdS/CFT
    • آنتروپی در‌هم‌تنیدگی هولوگرافیک
      • آنتروپی در‌هم‌تنیدگی هولوگرافیک در نظریه میدان 1+1 بعدی (در دمای صفر )
      • آنتروپی در‌هم‌تنیدگی هولوگرافیک در نظریه میدان 1+1 بعدی (در دمای متناهی )
      • آنتروپی در‌هم‌تنیدگی و آنتروپی سیاه‌چاله
      • آنتروپی‌ در‌هم‌تنیدگی هولوگرافیک در ابعاد بالاتر
  • کدام سطح آنتروپی در‌هم‌تنیدگی را بیشینه می‌کند؟
    • جستجو برای بیشینه آنتروپی در‌هم‌تنیدگی
    • بسط آنتروپی در‌هم‌تنیدگی به کمک هولوگرافی
    • بیشینه آنتروپی در‌هم‌تنیدگی در d=4
      • بیشینه آنتروپی در یک نظریه میدان همدیس عمومی در فضا-زمان مینکوفسکی 4 بعدی
      • بیشینه آنتروپی در حضور جمله‌ی جرم
      • بیشینه آنتروپی در فضا-زمان خمیده
      • بیشینه آنتروپی در‌هم‌تنیدگی برای g>0 ، حدس ویلمور و قضیه لاوسون
    • بیشینه آنتروپی در ابعاد بزرگتر از 4
      • کره‌ی هموار
      • بیضی‌گون
      • هندسه‌ی SmSn
  • در‌هم‌تنیدگی در حالت‌های برانگیخته
    • آنتروپی در‌هم‌تنیدگی برای حالت‌های برانگیخته در نظریه میدان همدیس
    • محاسبه‌ی هولوگرافیک آنتروپی در‌هم‌تنیدگی برای حالت‌های برانگیخته
    • ترمودینامیک برای در‌هم‌تنیدگی
  • آنتروپی در‌هم‌تنیدگی، کنش گرانشی و ناهنجاری همدیس
    • آنتروپی و کنش گرانشی
    • منظم سازی مخروط متقارن
    • آنتروپی در‌هم‌تنیدگی و ناهنجاری همدیس
    • نظریه میدان 4 بعدی، منظم سازی مخروط فشرده
    • آیا جملات مشتق کامل مهم هستند؟
    • مشتقات کامل در آنتروپی در‌هم‌تنیدگی هولوگرافیک
    • عدم توافق در آنتروپی در دو سوی دوگانی نظریه میدان/گرانش؛ نقش مشتقات کامل
  • آنتروپی در‌هم‌تنیدگی هولوگرافیک در گرانش‌ با مشتقات مرتبه‌ی بالا
    • آنتروپی در‌هم‌تنیدگی برای نظریه میدان همدیس لگاریتمی
      • آنتروپی در‌هم‌تنیدگی برای یک نظریه میدان همدیس لگاریتمی 2 بعدی
      • آنتروپی در‌هم‌تنیدگی برای یک نظریه میدان همدیس لگاریتمی در d بعد
    • آنتروپی در‌هم‌تنیدگی برای گرانش همدیس در 4 بعد
  • آنتروپی در‌هم‌تنیدگی به‌عنوان یک پارامتر نظم
    • آنتروپی در‌هم‌تنیدگی و گذر فاز محبوس/آزاد‌شدگی
    • در‌هم‌تنیدگی و فرونشانی کوانتومی
      • تناظر AdS/BCFT
      • فرونشانی کوانتومی موضعی به کمک دوگانی AdS/BCFT و ``ریسمان یویو''
      • آنتروپی در‌هم‌تنیدگی هولوگرافیک و فرونشانی موضعی
  • جمع‌بندی، پژوهش پیش‌رو
  • هسته گرمایی
  • هندسه‌ی فضا-زمان با تکینگی مخروطی
    • مخروط متقارن
    • مخروط فشرده
  • کتاب‌نامه
...see more