近日，我院硕士研究生苏晨亮在其导师Robert de Mello Koch教授与邢宏喜研究员的指导下, 在规范/引力对偶领域取得重要进展, 并将研究成果以独立作者身份发表于高能物理领域权威期刊《Journal of High Energy Physics》上，论文题目是《Interacting emergent Yang-Mills theory》。该研究得到国家自然科学基金以及广东省基础与应用基础研究重大项目的支持。

在规范/引力对偶中, 定义在AdS₅×S⁵时空上II-B型弦论被证实对偶于定义在该时空的边界上的 N=4 超对称规范场论[1]。其中, 弦论一边的巨引力子膜(giant graviton brane)的量子态被证实对偶于超对称规范场论一边的受限舒尔多项式(restricted Schur polynomial)[2,3]。巨引力子膜的世界体积动力学(worldvolume dynamics)由一规范场论描述, 且之前文献中的工作已证明, 伸缩算符(dilatation operator)在大 N 极限下对受限舒尔多项式的领头阶作用对应于此规范场论的自由部分[4]。该对应关系被称为涌现, 故该规范场论被称为涌现规范场论。但是, 涌现规范场论的相互作用部分仍有待进一步的研究。另外, 因为相关的解析代数计算是高度复杂的, 之前文献中的工作往往在所谓的远隅极限(displaced corner limit)下进行并作了相应的简化, 而远离远隅极限时涌现关系的次领头阶修正仍有待讨论。

为了进一步在此对应关系中探究涌现规范场论的相互作用部分, 该工作通过复杂的解析代数计算得到了在二巨引力子系统中伸缩算符的严格作用形式, 并通过远离远隅极限得到了其中的次领头阶修正。该工作证实该次领头阶修正对应于涌现规范场论的相互作用部分, 此相互作用满足U(1)×U(1)规范对称性, 与二巨引力子系统的特性相符。上述次领头阶修正的解析公式与对应的涌现规范场论中的相互作用部分是在该工作中首次得到的成果。此外, 该工作研究的模型首次考虑了开弦激发子间的相互作用并给出了具体的解析计算结果。在AdS/CFT对偶研究领域中, 该工作亦首次讨论了远离远隅极限时的涌现关系。

在与苏晨亮同学交流时，他表现得谦虚与平静。他说，在刚参与该研究工作时, 恰逢新冠疫情爆发，导致他与 Robert 教授只能通过邮件与视频讨论, 为研究工作带来不便。随着研究的深入，越来越多的问题由他独立面对, 那时他才深刻体会到了科研工作“孤独感”。幸运的是，他得到了邢宏喜研究员和 Robert 教授的理解和支持，收获了许多建议与鼓励, 最终坚持“战斗”到最后。他曾提议由 Robert 教授与其作为共同作者将研究成果发表, 但 Robert 教授表示此研究工作主要由学生一人完成, 坚持应由苏晨亮同学以独立作者身份发表成果。因此，他对Robert de Mello Koch教授与邢宏喜研究员充满感激之情，对量子物质研究院浓厚而自由的学术氛围，互相鼓励的师生关系、同学关系表示满意。

本次研究是苏晨亮同学第一次正式参与的科研工作, 在这过程中，他深刻体会到了科研与课程学习的不同之处，这段过程必将成为他人生中的宝贵经历。

图1。以上四对高斯图在次领头阶修正的作用下耦合, 但它们均不会在领头阶作用下耦合。也即领头阶的动力学只包括高斯图中的闭环的移动, 闭环即两端点位于同一顶点(vertex)上的定向边(oriented edge)。而次领头阶修正使得高斯图中的闭环可被 “拆开” 并重连接于不同顶点之间

图2 上图给出了在四组参数n_T，N 下二巨引力子系统的领头阶能谱的数值计算结果。不难发现此能谱类似于谐振子系统的能谱, 且该工作发现此能谱可由一简洁的公式描述

论文链接: https://link.springer.com/article/10.1007/JHEP05(2022)008#Bib1

作者/通讯员:苏晨亮 卫敏杰 | 来源:量子物质研究院