Teoría de campos no relativistas: dinámica e irreversibilidad
Estudiamos distintos aspectos de Teoría Cuántica de Campos a densidad finita usando métodos provenientes de la Teoría de Información Cuántica. Primero, revisitamos el Teorema de Reeh-Schlieder y sus corolarios, tanto en la teoría relativista como no relativista. Discutimos los resultados en base...
Autor principal: | |
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Lenguaje: | Español |
Publicado: |
2021
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Materias: | |
Acceso en línea: | http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/939/1/1Daguerre.pdf |
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Repositorio Institucional Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro (RICABIB) |
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Estudiamos distintos aspectos de Teoría Cuántica de Campos a densidad finita usando
métodos provenientes de la Teoría de Información Cuántica. Primero, revisitamos
el Teorema de Reeh-Schlieder y sus corolarios, tanto en la teoría relativista como no
relativista. Discutimos los resultados en base a las nociones de microcausalidad y localizaci
ón en ambas teorías. Luego, por simplicidad, en la mayor parte del presente
trabajo nos enfocamos en fermiones de Dirac masivos con potencial químico no nulo,
y trabajamos en 1 + 1 dimensiones espacio-temporales. Usando la entropía de entrelazamiento
en un intervalo, construimos la función c entrópica que es finita. Contrario
a lo que ocurre en teorías con invarianza de Lorentz, esta función c exhibe una violaci
ón rotunda de la monotonicidad; también codica la creación de entrelazamiento de
largo alcance proveniente de la supercie de Fermi. Motivados por trabajos previos de
modelos en la red, computamos numéricamente las entropías de Renyi y encontramos
oscilaciones de Friedel; estas son entendidas en términos del OPE en defectos. Más
aún, consideramos la información mutua como una medida de correlación de funciones
entre diferentes regiones. Usando una expansión de distancia grande desarrollada por
Cardy, argumentamos que la información mutua detecta las correlaciones inducidas
por la supercie de Fermi todavía al orden dominante en la expansión. También analizamos
la entropía relativa y sus generalizaciones de Renyi para distinguir estados con
diferente carga o masa. En particular, mostramos que estados en diferentes sectores de
superselección dan origen a un comportamiento super-extensivo en la entropía relativa.
Discutimos posibles extensiones a teorías interactuantes, y argumentamos por la relevancia
de algunas de estas medidas para testear líquidos que no son de Fermi. Por otro
lado, también damos los primeros resultados preliminares del estudio en 2 + 1 dimensiones
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I25-R131-9392021-07-14T17:18:35Z Teoría de campos no relativistas: dinámica e irreversibilidad Non relativistic field theory: dynamics and irreversibility Daguerre, Lucas Teoría de campos Quantum field theory Teoría del campo cuántico Quantum information Información cuántica Renormalization Renormalización Estudiamos distintos aspectos de Teoría Cuántica de Campos a densidad finita usando métodos provenientes de la Teoría de Información Cuántica. Primero, revisitamos el Teorema de Reeh-Schlieder y sus corolarios, tanto en la teoría relativista como no relativista. Discutimos los resultados en base a las nociones de microcausalidad y localizaci ón en ambas teorías. Luego, por simplicidad, en la mayor parte del presente trabajo nos enfocamos en fermiones de Dirac masivos con potencial químico no nulo, y trabajamos en 1 + 1 dimensiones espacio-temporales. Usando la entropía de entrelazamiento en un intervalo, construimos la función c entrópica que es finita. Contrario a lo que ocurre en teorías con invarianza de Lorentz, esta función c exhibe una violaci ón rotunda de la monotonicidad; también codica la creación de entrelazamiento de largo alcance proveniente de la supercie de Fermi. Motivados por trabajos previos de modelos en la red, computamos numéricamente las entropías de Renyi y encontramos oscilaciones de Friedel; estas son entendidas en términos del OPE en defectos. Más aún, consideramos la información mutua como una medida de correlación de funciones entre diferentes regiones. Usando una expansión de distancia grande desarrollada por Cardy, argumentamos que la información mutua detecta las correlaciones inducidas por la supercie de Fermi todavía al orden dominante en la expansión. También analizamos la entropía relativa y sus generalizaciones de Renyi para distinguir estados con diferente carga o masa. En particular, mostramos que estados en diferentes sectores de superselección dan origen a un comportamiento super-extensivo en la entropía relativa. Discutimos posibles extensiones a teorías interactuantes, y argumentamos por la relevancia de algunas de estas medidas para testear líquidos que no son de Fermi. Por otro lado, también damos los primeros resultados preliminares del estudio en 2 + 1 dimensiones espacio-temporales. Finalmente, recalcamos que gran parte de los resultados de esta tesis se encuentran publicados en [1]. We study different aspects of Quantum Field Theory at finite density using methods from Quantum Information Theory. First, we review the Reeh-Schlieder theorem and its corollaries, for both the relativistic and non relativistic theory. We discuss the results based on concepts of microcausality and localization in both theories. Then, for simplicity, we focus on massive Dirac fermions with nonzero chemical potential, and work in 1 + 1 space-time dimensions. Using the entanglement entropy on an interval, we construct an entropic c-function that is nite. Unlike what happens in Lorentzinvariant theories, this c-function exhibits a strong violation of monotonicity; it also encodes the creation of long-range entanglement from the Fermi surface. Motivated by previous works on lattice models, we next calculate numerically the Renyi entropies and nd Friedel-type oscillations; these are understood in terms of a defect operator product expansion. Furthermore, we consider the mutual information as a measure of correlation functions between different regions. Using a long-distance expansion previously developed by Cardy, we argue that the mutual information detects Fermi surface correlations already at leading order in the expansion. We also analyze the relative entropy and its Renyi generalizations in order to distinguish states with different charge and/or mass. In particular, we show that states in different superselection sectors give rise to a super-extensive behavior in the relative entropy. We discuss possible extensions to interacting theories, and argue for the relevance of some of these measures for probing non-Fermi liquids. On the other hand, we give preliminary results involving quantum information measures in 2+1 space-time dimensions. Finally, we must point out that the majority of the results in this thesis can be found in English on [1]. 2021-02-18 Tesis NonPeerReviewed application/pdf http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/939/1/1Daguerre.pdf es Daguerre, Lucas (2021) Teoría de campos no relativistas: dinámica e irreversibilidad / Non relativistic field theory: dynamics and irreversibility. Maestría en Ciencias Físicas, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro. http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/939/ |