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Supergraph techniques for D=3, N=1 broken supersymmetric theories

Gallegos Collado, Enrique Alberto; Silva, Adilson Jose da
Fonte: AMER PHYSICAL SOC Publicador: AMER PHYSICAL SOC
Tipo: Artigo de Revista Científica
Português
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56.16%
We enlarge the usual D = 3 N = 1 supergraph techniques to include the case of (explicitly or spontaneously) broken supersymmetric gauge theories. To illustrate the utility of these techniques, we calculate the two-loop effective potential of the SQED(3) by using the tadpole and the vacuum bubble methods. In these methods, to investigate the possibility of supersymmetry breaking, the superfields must be shifted by theta(alpha) dependent classical superfields (vacuum expectation values), what implies in the explicit breakdown of supersymmetry in the intermediate steps of the calculation. Nevertheless, after studying the minimum of the resulting effective potential, we find that supersymmetry is conserved, while gauge symmetry is dynamically broken, with a mass generated for the gauge superfield.; Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico (CNPq) of Brazil; Fundacao de Amparo a Pesquisa do Estado de Sao Paulo (FAPESP)

Local symmetries in gauge theories in a finite-dimensional setting

Forger, Michael; Soares, Bruno Learth
Fonte: ELSEVIER SCIENCE BV; AMSTERDAM Publicador: ELSEVIER SCIENCE BV; AMSTERDAM
Tipo: Artigo de Revista Científica
Português
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66.12%
It is shown that the correct mathematical implementation of symmetry in the geometric formulation of classical field theory leads naturally beyond the concept of Lie groups and their actions on manifolds, out into the realm of Lie group bundles and, more generally, of Lie groupoids and their actions on fiber bundles. This applies not only to local symmetries, which lie at the heart of gauge theories, but is already true even for global symmetries when one allows for fields that are sections of bundles with (possibly) non-trivial topology or, even when these are topologically trivial, in the absence of a preferred trivialization. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.; CAPES ("Coordenacao de Aperfeicoamento de Pessoal de Nivel Superior"); Coordenacao de Aperfeicoamento de Pessoal de Nivel Superior (CAPES); Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico (CNPq); CNPq ("Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico"); Fundacao de Amparo a Pesquisa do Estado de Sao Paulo (FAPESP), Brazil; FAPESP ("Fundacao de Amparo a Pesquisa do Estado de Sao Paulo"), Brazil

QUASI-TOPOLOGICAL QUANTUM FIELD THEORIES AND Z(2) LATTICE GAUGE THEORIES

Ferreira, Miguel Jorge Bernabé; Pereira, Victor Alves; Teotonio Sobrinho, Paulo
Fonte: WORLD SCIENTIFIC PUBL CO PTE LTD; SINGAPORE Publicador: WORLD SCIENTIFIC PUBL CO PTE LTD; SINGAPORE
Tipo: Artigo de Revista Científica
Português
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66.28%
We consider a two-parameter family of Z(2) gauge theories on a lattice discretization T(M) of a three-manifold M and its relation to topological field theories. Familiar models such as the spin-gauge model are curves on a parameter space Gamma. We show that there is a region Gamma(0) subset of Gamma where the partition function and the expectation value h < W-R(gamma)> i of the Wilson loop can be exactly computed. Depending on the point of Gamma(0), the model behaves as topological or quasi-topological. The partition function is, up to a scaling factor, a topological number of M. The Wilson loop on the other hand, does not depend on the topology of gamma. However, for a subset of Gamma(0), < W-R(gamma)> depends on the size of gamma and follows a discrete version of an area law. At the zero temperature limit, the spin-gauge model approaches the topological and the quasi-topological regions depending on the sign of the coupling constant.; CAPES; Capes; CNPq; CNPq; Fapesp; FAPESP

Estudo de sistemas de spins a duas dimensões e de calibre a quatro dimensões com simetria Z(N); Spin systems in two dimensions and Gauge theories in four dimensions with Z(N) symmetry

Alcaraz, Francisco Castilho
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 28/08/1980 Português
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56.17%
Usando uma transformação de dualidade generalizada, considerações de simetria e supondo que as superfície críticas sejam contínuas, obtivemos o dia grama de fase para sistemas de spins Z (N) bidimensionais e sistemas com invariança de calibre Z (N) a quatro dimensões. Caracterizamos as diversas fases dos sistemas de spins pelo valor esperado das potências dos operadores de ordem e desordem. No sistema com invariança de calibre, por outro lado, estas fases caracterizadas pelo comportamento do valor esperado das potências das alças de Wilson e de 't Hooft. Obtivemos para ambos os sistemas fases moles em que no caso de spins 2D (calibre 4D) todas as potências dos parâmetros de ordem e desordem ( todas as potências das alças de Wilson e 't Hooft) são nulas (exibem decaimento com o perímetro da alça). Enquanto no sistema com invariança de calibre todas as combinações de decaimento (área ou perímetro) das alças de Wilson e 't Hooft são permitidas, as relações de comutação no sistema de spins proíbe a existência de fases em que tanto o parâmetro de ordem como o de desordem são não nulos (exceto quando estes operadores comutam). Apresentamos por completeza as relações de dualidade para sistemas de calibre Z (N) com campos de Higgs a três dimensões.; Using a generalized duality transformation...

Simetrias globais e locais em teorias de calibre; Local and global symmetries in gauge theories

Soares, Bruno Learth
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 08/03/2007 Português
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66.4%
Este trabalho aborda a formulação geométrica das teorias clássicas de calibre, ou Yang-Mills, considerando-as como uma importante classe de modelos que deve ser incluída em qualquer tentativa de estabelecer um formalismo matemático geral para a teoria clássica dos campos. Tal formulação deve vir em (pelo menos) duas variantes: a versão hamiltoniana, que passou por uma fase de desenvolvimento rápido durante os últimos 10-15 anos, levando ao que hoje é conhecido como o ``formalismo multissimplético'', e a mais tradicional versão lagrangiana utilizada nesta tese. O motivo principal justificando tal investigação é que teorias de calibre constituem os mais importantes exemplos de sistemas dinâmicos que são altamente relevantes na Física e onde a equivalência entre a versão lagrangiana e a versão hamiltoniana, que no caso de sistemas não-singulares é estabelecida pela transformação de Legendre, deixa de ser óbvia, pois teorias de calibre são sistemas degenerados do ponto de vista lagrangiano e são sistemas vinculados do ponto de vista hamiltoniano. Esta propriedade característica das teorias de calibre é uma consequência direta do seu alto grau de simetria, isto é, da sua invariância de calibre. No entanto...

Teorias de campos discretas e modelos topológicos; Discrete field theories and topological models

Ferreira, Miguel Jorge Bernabé
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Dissertação de Mestrado Formato: application/pdf
Publicado em 02/03/2012 Português
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56.45%
Neste trabalho estudamos as teorias de gauge puras (sem campo de matéria) na rede em três dimensões. Em especial, estudamos a subclasse das teorias topológicas. A maneira como denimos e tratamos as teorias de gauge e diferente, mas equivalente, à forma usual apresentada em [2, 3]. Definimos estas teorias via o formalismo de Kuperberg, que é um formalismo puramente matemático de um invariante topológico de variedades tridimensionais. Este formalismo, embora bastante abstrato, pode ser adaptado para descrever as classes de modelos das teorias de gauge na rede, e traz várias vantagens, pois possibilita que tratemos de teorias topológicas e não topológicas, além da fácil identicação dos limites topológicos da função de partição. Estudamos também a classe das teorias chamadas quase topológicas, que podem ser pensadas como deformações de teorias topológicas. Em particular, consideramos teorias de gauge com grupo de gauge Z2, que é o grupo de gauge mais simples possível com dinâmica não trivial. Dentro das teorias de gauge, identicamos as classes de modelos que são quase topológicos, além de outras classes nas quais a função de partição pode ser trivialmente calculada. A função de partição foi calculada explicitamente no caso quase topológico em duas situações: sobre a esfera tridimensional S3 e sobre o toroS1x S1x S1x...

Métodos computacionais em teorias de Gauge; Computational methods in gauge theories

Garcia, Rogerio Lopez
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 20/06/1979 Português
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56.33%
Apresentamos um método muito simples e eficiente para o cálculo do potencial efetivo para qualquer teoria contendo bósons escalares. Os exemplos incluem a Eletrodinâmica Escalar no gauge quadrático e Teorias de Yang-Mills puras, no gauge de Landau até um Ioop. E também rediscutido o método da fase estacionária, pois este se mostra aplicável ao caso dos férmions. Em seguida é analisado o teorema de Lee-Nauenberg de cancelamento de divergências infravermelhas. As divergências infravermelhas dominantes do operador de evolução temporal são determinadas, no gauge axial para uma teoria de Yang-Mills pura, sem massa. Usando este resultado, vemos que as divergências infravermelhas principais da auto-energia se exponenciam de maneira simples. Para esta mesma teoria mostramos como parte das divergências infravermelhas se cancelam.; We present an elementary and efficient method for computing the effective potential for any theory containing scalar bosons. Examples include massless scalar electrodynamics in the quadratic gauge and pure Yang-Mills theories in the Landau gauge, up to one loop. lt is also rediscussed the method of the steepest descent since it is also aplicable to the case of fermions. The Lee-Nauenberg theorem of infrared divergences cancellation is examined. The leading infrared divergences of the temporal evolution operator are determined for puro massless Yang-Mil1s theories in the axial gauge. Using this result it is then shown that the leading infrared singularities of the self-energy function exponentiate in a very simple manner. For these theories partial cancel1ation of infrared divergences are also exhibited.

Quantização segundo o formalismo BRST-BFV de uma teoria com simetria de gauge e simetria conforme em um espaço-tempo com (d+2) dimensões; Quantization according to the BRST-BFV formalism of a Theory with Gauge Symmetry and Symmetry As in a space-time with (d +2) Dimensions

Sacramento, Wilson Pereira do
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 18/09/2003 Português
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56.23%
Sistemas geralmente covariantes têm uma Hamiltoniana canônica nula, não é necessário encontrar na Hamiltoniana efetiva para determinar sua evolução dinâmica.Esta Hamiltoniana efetiva é dependente do gauge e sua forma varia com a escolha do gauge. Dirac propôs um método baseado em teoria de grupos para determinar a Hamiltoniana efetiva. Nós propomos um método baseado em teorias de gauge, segundo o formalismo BRST-BFV, para determiná-la. Aplicaremos o método à partícula relativística e a um modelo com dois tempos, também geralmente covariante. Para a partícula relativística com massa nula e spin N/2 encontraremos a Hamiltoniana efetiva nos gauges canônicos propostos por Dirac, chamados as formas da dinâmica: instante, frente de onda e pontual. Para isso, determinaremos a função fermiônica fixadora de gauge apropriada no formalismo BRST-BFV . A função fermiônica fixadora de gauge quebra as simetrias da ação original, tanto as simetrias locais quanto as globais, de forma que a Hamiltoniana efetiva é invariante por um grupo de simetria menor que o da ação clássica. No caso da física com dois tempos, o grupo de simetria da ação clássica, é o grupo conforme SO(d,2), maior que o grupo de Poincaré da partícula relativística. A ação também é invariante pela simetria local OSp(N\2). Utilizando a mesma técnica aplicada à partícula relativística determinaremos...

Identidades de Jacobi generalizadas em teorias de gauge; Generalized Jacobi Identities Gauge Theories

Chaves, Fernando Miguel Pacheco
Fonte: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP Publicador: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Tipo: Tese de Doutorado Formato: application/pdf
Publicado em 17/12/1990 Português
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56.19%
Estudando o processo q q BARRA W Brown, Mikaelian, Sahdev, Samuel descobriram um zero na distribuição angular do W quando seu momento magnético tem o valor característico de uma partícula de gauge. Goebel, Halzen e Leveille mostraram que este zero é uma consequência da fatorização da amplitude em um termo que contém a dependência da carga ou outros índices de simetria interna, e outro que contém a dependência dos spins ou índices de polarização. Esta fatorização existe em geral para amplitudes de processos envolvendo quatro partículas na aproximação árvore, quando uma ou mais destas partículas é um campo de gauge. Portanto a existência de um zero na seção de choque é uma prova direta da estrutura de gauge da teoria. A fatorização baseia-se em uma identidade, identidade de Jacobi espacial generalizada, cuja demonstração ou significado físico ainda não fora elucidado. O objetivo do presente trabalho é estudar esta identidade de Jacobi espacial generalizada. Para tanto calculamos, no capítulo I, a amplitude de um processo de espalhamento gluon-gluon envolvendo cinco partículas e reorganizando esta amplitude por analogia com um processo de interação fóton-pion, mostramos que não existe, no caso de cinco partículas...

Lattice vs. continuum: Landau gauge fixing and ’t Hooft-Polyakov monopoles.

Mehta, Dhagash B.
Fonte: Universidade de Adelaide Publicador: Universidade de Adelaide
Tipo: Tese de Doutorado
Publicado em //2010 Português
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46.34%
In this thesis we study the connection between continuum quantum field theory and corresponding lattice field theory, specifically for two cases: Landau gauge fixing and ’t Hooft-Polyakov monopoles. To study non-perturbative phenomena such as the confinement mechanism of quarks and gluons and dynamical chiral symmetry breaking in Quantum Chromodynamics (QCD), there are two major approaches: the Dyson-Schwinger equations (DSEs) approach, which is based on the covariant continuum formulation, and lattice gauge theory. The strength and beauty of lattice gauge theory is due to the fact that gauge invariance is manifest and fixing a gauge is not required. In the covariant continuum formulation of gauge theories, on the other hand, one has to deal with the redundant degrees of freedom due to gauge invariance and has to fix gauge (most popularly, Landau gauge). There, the gauge-fixing machinery is based on the so-called Faddeev-Popov procedure or more generally, the Becchi-Rouet-Stora-Tyutin (BRST) symmetry. Beyond perturbation theory this is aggravated by the existence of so-called Gribov copies, however, that satisfy the same gauge-fixing condition, but are related by gauge transformations, and are thus physically equivalent. When attempting to fix Landau gauge on the lattice to make a connection with its continuum counterpart...

Gauge fixing and BRST formalism in non-Abelian gauge theories.

Ghiotti, Marco
Fonte: Universidade de Adelaide Publicador: Universidade de Adelaide
Tipo: Tese de Doutorado
Publicado em //2007 Português
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56.12%
In this thesis we present a comprehensive study of perturbative and non-perturbative non-Abelian gauge theories in the light of gauge-fixing procedures, focusing our attention on the BRST formalism in Yang-Mills theory.; Thesis (Ph.D.) -- University of Adelaide, School of Chemistry and Physics, 2007; Title page, contents and abstract only. The complete thesis in print form is available from the University of Adelaide Library.

Topologische Anregungen und externe Ladungen in Yang-Mills-Theorien und Ising-Spin-Gläsern bei endlichen Temperaturen; Topological excitations and external charges in Yang-Mills theories and Ising spin glasses at finite temperature

Lutz, Wolfgang
Fonte: Universidade de Tubinga Publicador: Universidade de Tubinga
Tipo: Dissertação
Português
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46.35%
Die vorliegende Dissertation widmet sich der Untersuchung verschiedener physikalischer Systeme im Grenzbereich zwischen statistischer Physik und Quantenfeldtheorie mithilfe nicht-störungstheoretischer Methoden. Im ersten Kapitel wird der von Dirac im Rahmen der Quantenelektrodynamik eingeführte Dressingformalismus zur Behandlung eichinvarianter Ladungen auf den Fall nicht-abelscher Eichtheorien ausgeweitet. Zunächst wird dazu eine Methode entwickelt, die es erlaubt, verschiedene Ansätze für den unbekannten Grundzustand einer Eichtheorie bei Anwesenheit eines Paares von statischen Ladungen miteinander vergleichen zu können. Das Hauptaugenmerk richtet sich dabei auf Zustände, die eng mit der Wahl der axialen Eichung, sowie der Coulomb-Eichung verknüpft sind. Ausgehend von der analytisch zugänglichen QED wird gezeigt, dass ein Vergleich der Persistenzamplituden von Zuständen, die durch Verwendung unterschiedlicher Dressings der Ladungen konstruierten werden können, auch im Rahmen der numerischen Behandlung der zugehörigen Gittereichtheorie mittels Monte-Carlo-Simulationen einen gangbaren Weg zur Untersuchung der Physik des Grundzustands darstellt. Die Grenzen einer störungstheoretischen Konstruktion von Dressings im Falle nicht-abelscher Eichtheorien werden diskutiert bevor der nicht-perturbative Zugang zunächst in zwei verschiedenen Realisierungsphasen einer SU(2)-Eichtheorie mit einem Skalarfeld in fundamentaler Darstellung weiter verfolgt wird. Zuletzt werden die Ergebnisse einer Untersuchung der reinen SU(2)-Yang-Mills-Theorie im Kontinuumslimes vorgestellt. Im zweiten Kapitel wird die Rolle von Zentrumsvortices in der Theorie der starken und elektroschwachen Wechselwirkung bei endlichen Temperaturen studiert. Das Phänomen des string breaking...

$A_k \bar F$ Chiral Gauge Theories

Shi, Yan-Liang; Shrock, Robert
Fonte: Universidade Cornell Publicador: Universidade Cornell
Tipo: Artigo de Revista Científica
Publicado em 26/10/2015 Português
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46.36%
We study asymptotically free chiral gauge theories with an SU($N$) gauge group and chiral fermions transforming according to the antisymmetric rank-$k$ tensor representation, $A_k \equiv [k]_N$, and the requisite number, $n_{\bar F}$, of copies of fermions in the conjugate fundamental representation, $\bar F \equiv \overline{[1]}_N$, to render the theories anomaly-free. We denote these as $A_k \, \bar F$ theories. We take $N \ge 2k+1$ so that $n_{\bar F} \ge 1$. The $A_2 \, \bar F$ theories form an infinite family with $N \ge 5$, but we show that the $A_3 \, \bar F$ and $A_4 \,\bar F$ theories are only asymptotically free for $N$ in the respective ranges $7 \le N \le 17$ and $9 \le N \le 11$, and that there are no asymptotically free $A_k \, \bar F$ theories with $k \ge 5$. We investigate the types of ultraviolet to infrared evolution for these $A_k \, \bar F$ theories and find that, depending on $k$ and $N$, they may lead to a non-Abelian Coulomb phase, or may involve confinement with massless gauge-singlet composite fermions, bilinear fermion condensation with dynamical gauge and global symmetry breaking, or formation of multifermion condensates that preserve the gauge symmetry. We also show that there are no asymptotically free...

Unified Gauge Theories and Reduction of Couplings: from Finiteness to Fuzzy Extra Dimensions

Mondragon, Myriam; Zoupanos, George
Fonte: Universidade Cornell Publicador: Universidade Cornell
Tipo: Artigo de Revista Científica
Publicado em 23/02/2008 Português
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46.34%
Finite Unified Theories (FUTs) are N=1 supersymmetric Grand Unified Theories, which can be made all-loop finite, both in the dimensionless (gauge and Yukawa couplings) and dimensionful (soft supersymmetry breaking terms) sectors. This remarkable property, based on the reduction of couplings at the quantum level, provides a drastic reduction in the number of free parameters, which in turn leads to an accurate prediction of the top quark mass in the dimensionless sector, and predictions for the Higgs boson mass and the supersymmetric spectrum in the dimensionful sector. Here we examine the predictions of two such FUTs. Next we consider gauge theories defined in higher dimensions, where the extra dimensions form a fuzzy space (a finite matrix manifold). We reinterpret these gauge theories as four-dimensional theories with Kaluza-Klein modes. We then perform a generalized a la Forgacs-Manton dimensional reduction. We emphasize some striking features emerging such as (i)the appearance of non-Abelian gauge theories in four dimensions starting from an Abelian gauge theory in higher dimensions, (ii) the fact that the spontaneous symmetry breaking of the theory takes place entirely in the extra dimensions and (iii) the renormalizability of the theory both in higher as well as in four dimensions. Then reversing the above approach we present a renormalizable four dimensional SU(N) gauge theory with a suitable multiplet of scalar fields...

Quantized topological terms in weakly coupled gauge theories and their connection to symmetry protected topological phases

Hung, Ling-Yan; Wen, Xiao-Gang
Fonte: Universidade Cornell Publicador: Universidade Cornell
Tipo: Artigo de Revista Científica
Publicado em 12/11/2012 Português
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46.37%
We consider a weakly coupled gauge theory where charged particles all have large gaps (ie no Higgs condensation to break the gauge "symmetry") and the field strength fluctuates only weakly. We ask what kind of topological terms can be added to the Lagrangian of such a weakly coupled gauge theory. In this paper, we systematically construct quantized topological terms which are generalization of the Chern-Simons terms and $F\wedge F$ terms, in space-time dimensions $d$ and for any gauge groups (continuous or discrete), using each element of the topological cohomology classes $H^{d+1}(BG,\Z)$ on the classifying space $BG$ of the gauge group $G$. In 3$d$ or for finite gauge groups above 3$d$, the weakly coupled gauge theories are gapped. So our results on topological terms can be viewed as a systematic construction of gapped topologically ordered phases of weakly coupled gauge theories. In other cases, the weakly coupled gauge theories are gapless. So our results can be viewed as an attempt to systematically construct different gapless phases of weakly coupled gauge theories. Amazingly, the bosonic symmetry protected topological (SPT) phases with a finite on-site symmetry group $G$ are also classified by the same $H^{d+1}(BG,\Z)$. (SPT phases are gapped quantum phases with a symmetry and trivial topological order.) In this paper...

(Non) Gauge Invariance of Wilsonian Effective Actions in (Supersymmetric) Gauge Theories : A Critical Discussion

Bilal, Adel
Fonte: Universidade Cornell Publicador: Universidade Cornell
Tipo: Artigo de Revista Científica
Português
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46.35%
We give a detailed critical discussion of the properties of Wilsonian effective actions, defined by integrating out all modes above a given scale $\mu$. In particular, we provide a precise and relatively convenient prescription how to implement the infrared cutoff $\mu$ in any loop integral that is manifestly Lorentz invariant and also preserves global linear symmetries such as e.g. supersymmetry. We discuss the issue of gauge invariance of effective actions in general and in particular when using background field gauge. Our prescription for the IR cutoff (as any such prescription) breaks the gauge symmetry. Using our prescription, we have explicitly computed, at one loop, many terms of the Wilsonian effective action for general gauge theories, involving bosonic and fermionic matter fields of arbitrary masses and in arbitrary representations, exhibiting the non-gauge invariant (as well as the gauge invariant) terms. However, for supersymmetric gauge theories all non-gauge invariant terms cancel within each supermultiplet. This is strong evidence that in supersymmetric gauge theories this indeed defines a Lorentz, susy and gauge invariant Wilsonian effective action. As a byproduct, we obtain the explicit one-loop Wilsonian couplings for all higher-derivative terms $F D^{2n}F$ in the effective action of arbitrary supersymmetric gauge theories.; Comment: 39 pages...

Quantum simulations of gauge theories with ultracold atoms: local gauge invariance from angular momentum conservation

Zohar, Erez; Cirac, J. Ignacio; Reznik, Benni
Fonte: Universidade Cornell Publicador: Universidade Cornell
Tipo: Artigo de Revista Científica
Português
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46.35%
Quantum simulations of High Energy Physics, and especially of gauge theories, is an emerging and exciting direction in quantum simulations. However, simulations of such theories, compared to simulations of condensed matter physics, must satisfy extra restrictions, such as local gauge and Lorentz invariance. In this paper we discuss these special requirements, and present a new method for quantum simulation of lattice gauge theories using ultracold atoms. This method allows to include local gauge invariance as a fundamental symmetry of the atomic Hamiltonian, arising from natural atomic interactions and conservation laws (and not as a property of a low energy sector). This allows us to implement elementary gauge invariant interactions for three lattice gauge theories: compact QED (U(1)), SU(N) and Z_N, which can be used to build quantum simulators in 1+1 dimensions. We also present a new loop method, which uses the elementary interactions as building blocks in the effective construction of quantum simulations for d+1 dimensional lattice gauge theories (d>1), without having to use Gauss's law as a constraint, as in previous proposals. We discuss in detail the quantum simulation of 2+1 dimensional compact QED and provide a numerical proof of principle. The simplicity of the already gauge invariant elementary interactions of this model suggests it may be useful for future experimental realizations.; Comment: 28 pages...

String Theory and the Vacuum Structure of Confining Gauge Theories

Kennaway, Kristian D.
Fonte: Universidade Cornell Publicador: Universidade Cornell
Tipo: Artigo de Revista Científica
Publicado em 25/09/2004 Português
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46.37%
We discuss recent progress in the understanding of the vacuum structure (effective superpotentials) of confining gauge theories with N=1 supersymmetry. Even for non-supersymmetric theories, appropriate perturbative calculations (e.g. using the background field method) give non-perturbative information about the vacuum structure. However, in supersymmetric theories, these results are often exact. The gauge theory effective superpotential is encoded by a hyperelliptic curve, which emerges from the geometry of the string theory background, and may be rederived using other techniques based on zero-dimensional matrix integrals, the dynamics of integrable systems and the factorization of Seiberg-Witten curves. We describe in detail how each technique highlights complementary aspects of the gauge theory. The spectral curve requires the introduction of additional fundamental matter fields, which act as UV regulators by embedding the gauge theory in a UV-finite theory. We focus in detail on maximally-confining vacua of N=1 gauge theories with fundamental matter, and of theories with SO and Sp gauge groups. Both cases require refinements to the basic techniques used for SU gauge theory without fundamental matter. We derive explicit general formulae for the effective superpotentials of N=1 theories with fundamental matter and arbitrary tree-level superpotential...

Three-Dimensional N \geq 5 Superconformal Chern-Simons Gauge Theories And Their Relations

Li, Tianjun
Fonte: Universidade Cornell Publicador: Universidade Cornell
Tipo: Artigo de Revista Científica
Publicado em 13/10/2008 Português
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46.39%
We propose three-dimensional N=6 superconformal U(N) X U(M) and SU(N) X SU(N) Chern-Simons gauge theories with two pairs of bifundamental chiral superfields in the (N, M) and (\overline{N}, \overline{M}) representations and in the (N, N) and (\overline{N}, \overline{N}) representations, respectively. We also propose the superconformal U(1) X U(1) gauge theories that have n pairs of bifundamental chiral superfields with U(1) X U(1) charges (\pm 1, \mp 1) or (\pm 1, \pm 1). Although these U(1) X U(1) gauge theories have global symmetry SU(2n), the R-symmetry is SO(6) for n=2, and might be SO(2n) or SO(2n+1) for 3 \leq n \leq 8. In addition, we show that from either the generalized ABJM theories, or our U(N) X U(M) theories, or the N=5 superconformal O(N) X USp(2M) gauge theories, we can derive all the N \geq 5 superconformal Chern-Simons gauge theories except the N=5 superconformal G_2 X USp(2) gauge theory and our U(1) X U(1) gauge theories with n \not= 2 and 4. Furthermore, we derive the three-dimensional N=8 superconformal U(1) X U(1) gauge theory from the BLG theory, and study the corresponding moduli space. With the novel Higgs mechanism in the unitary gauge, we suggest that it describes a D2-brane and a decoupled D2-brane.; Comment: RevTex4...

Gauge symmetry breaking in gauge theories---In search of clarification

Friederich, Simon
Fonte: Universidade Cornell Publicador: Universidade Cornell
Tipo: Artigo de Revista Científica
Português
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46.35%
The paper investigates the spontaneous breaking of gauge symmetries in gauge theories from a philosophical angle, taking into account the fact that the notion of a spontaneously broken local gauge symmetry, though widely employed in textbook expositions of the Higgs mechanism, is not supported by our leading theoretical frameworks of gauge quantum theories. In the context of lattice gauge theory, the statement that local gauge symmetry cannot be spontaneously broken can even be made rigorous in the form of Elitzur's theorem. Nevertheless, gauge symmetry breaking does occur in gauge quantum field theories in the form of the breaking of remnant subgroups of the original local gauge group under which the theories typically remain invariant after gauge fixing. The paper discusses the relation between these instances of symmetry breaking and phase transitions and draws some more general conclusions for the philosophical interpretation of gauge symmetries and their breaking.; Comment: 30 pages, penultimate version, forthcoming with minor changes in "European Journal for Philosophy of Science"