相对论性强子气体在RHIC的$η/s$：接近AdS/CFT边界？

由AdS/CFT计算射流淬熄参数

Calculating the Jet Quenching Parameter from AdS/CFT

介质诱导的辐射部分子能量损失模型解释了RHIC下$\sqrt{s_{NN}}=200$ GeV Au-Au碰撞中高pT强子谱的强抑制，用一个单一的“喷流猝灭参数”$\hat q$ .可用的一套射流淬火测量使$\hat q$的实验中最好的约束性质的RHIC碰撞中产生的热流体之一。我们观察到，$\hat q$可以给出一个模型无关的，非微扰的，量子场论的定义在一个特定的类光威尔逊圈的短距离行为。然后我们利用AdS/CFT对应得到了热N=4超对称QCD中$\hat q$的强耦合计算，在$N_c$和$4πα_{SYM} N_c$都很大的极限下找到了$\hat{q}_{SYM} = 26.69 \sqrt{α_{SYM} N_c} T^3$.因此，我们知道，在强耦合下，$\hat q$与熵密度$s$或某个“散射体的数密度”不成比例，因为与自由度的数目不同，$\hat q$不像$N_c^2$那样增长。

在RHIC和LHC重离子碰撞中大$p_T$包容$π^0$的产生

Large-$p_T$ Inclusive $π^0$ Production in Heavy-Ion Collisions at RHIC and LHC

本文给出了RHIC和LHC能区p-p碰撞和A-A碰撞中包含大$p_T$的$π^0$产生的结果。我们包括完整的次领先阶辐射修正，$O(α_s^3)$，和核效应，如部分子能量损失和核阴影。我们发现次领先阶修正和部分子能量损失效应是大的和$p_T$相关的，而核遮蔽效应是小的（$< 10%$）。我们计算了重离子碰撞中产生的瞬发光子与中性π介子的比率，结果表明，在RHIC能量下，由于$π^0$的大量抑制，该比率随着$p_T$在$p_T \sim 8$ GeV接近1而增加。我们发现，在大型强子对撞机，这个比例有一个陡峭的$p_T$的依赖性和方法25%的效果在$p_T \sim 40$ GeV。我们讨论了理论上的不确定性，在我们的计算中，如选择的重整化，因式分解和碎裂尺度和K-因子，这意味着高阶修正的大小。

探索QCD的前沿

Probing the Frontiers of QCD

随着RHIC和LHC开启的能量尺度，高pT物理学的时代即将到来。这创造了新的机会和新的奥秘，这两者都将在本文中进行探讨。现在有可能在实验上利用这些高动量粒子来独特地探测重离子碰撞中产生的前所未有的物质状态。与此同时，天真的理论预期已经被数据打破。我们面临的第一个难题是在RHIC上观测到的喷流的巨大的中pT方位各向异性（或v2）。第二个难题是轻介子和非光子电子的抑制惊人地相似，这排除了基于胶子韧致辐射作为主要能量损失通道的微扰预测。近定性协议的结果，包括碰撞能量损失和整合的波动射流路径长度。另一个关于重夸克能量损失的猜想是通过使用AdS/CFT对应的显式构造来实现的;悬挂的拖曳弦在退禁闭等离子体中运动的动量损失导致了与重夸克衰变数据的定性一致。我们提出了一个强大的测试，以实验区分这两个竞争的想法：魅力底部抑制的比例迅速接近1 pQCD，但独立的动量和远低于1的AdS/CFT。最后，作为一个热身问题，计算光子韧致辐射与射流能量损失，我们量化的Ter-Mikayelian效应的微扰估计的改进。

在RHIC生产的流体的传输特性

Transport properties of the fluid produced at RHIC

在RHIC，BNL的相对论性重离子碰撞中，产生了一种具有显著性质的强相互作用流体，其中剪切粘滞系数与熵密度之比是迄今所观测到的最低值。基于弦论思想的争论，特别是AdS/CFT对应，导致了一个猜想-现在知道被违反了-这个比值有一个绝对的下限$1/4 π$。因果粘性流体动力学计算与RHIC数据一起提出了一个上限，在相关的温度范围内，这个比例是$1/4 π$的一个小倍数。不太确定的是体积粘度系数与熵密度的比值。这些输运系数也在格点量子色动力学框架下进行了非微扰研究，在高温QCD框架下进行了微扰研究。另一个有趣的传输系数是扩散系数，这也是在这方面正在研究。我回顾了这些最近的发展，然后讨论了预期的LHC数据所带来的机会，为一般的核物理观众。

AdS/CFT Correspondence重离子碰撞的早期动力学

Early Time Dynamics in Heavy Ion Collisions from AdS/CFT Correspondence

我们研究了在重离子碰撞中产生的物质，假设这种物质是强相互作用的，并采用AdS/CFT对应来研究它的动力学。在适当的时候晚，我们表明，比约肯流体力学解决方案，最近获得的Janik和Peschanski使用规范重力对偶性[hep-th/0512162]，可以挑选出来，只需要求度量张量是一个真正的和单值函数的坐标无处不在的散装，而不施加任何约束的曲率不变。在早期的适当时间，我们使用类似的策略，以表明能量密度接近一个常数，因为适当的时间趋于零。因此，我们证明了强耦合动力学包含在重离子碰撞的各向同性转变。通过匹配我们的早期制度与后期的Janik和Peschanski，我们估计各向同性化时间在RHIC约为0.3 fm/c，与流体动力学模拟的结果很好地吻合。

AdS/CFT强耦合下重离子碰撞的长程快度关联

Long-Range Rapidity Correlations in Heavy Ion Collisions at Strong Coupling from AdS/CFT

利用AdS/CFT对应研究了强耦合下重离子碰撞中的两粒子关联。模拟碰撞重离子的冲击波的重力侧，我们观察到，在碰撞后的早期有长程快度相关存在于两点函数的胶球和能量动量张量运营商。我们估计快度相关性在以后的时间通过假设系统的演变是由理想的Bjorken流体力学，并发现在这种状态下的胶球相关性被抑制在大的快度间隔，这表明后期的介质动力学不能“洗”的远程快度相关性，在早期形成的。这些结果可能提供了一个洞察的“脊”的性质所观察到的重离子碰撞实验在RHIC和LHC，在质子-质子碰撞在LHC。

Time Dependent $\hat{q}$ from AdS/CFT

We present the first ever AdS/CFT calculation of $\hat{q}$ for a light quark jet as a function of position or, equivalently, time. Our result does not suffer from the gamma factor blow up of the usual time-independent AdS/CFT heavy quark setup and is qualitatively similar to, but differs by $\sim\mathcal{O}(1)$ factor from, the light flavor result of Liu, Rajagopal, and Wiedemann. Our findings can be immediately implemented into any $\hat{q}$-based energy loss model. Our $\hat{q}$ derivation relies on our calculation of the average distance squared, $s^2(t)$, travelled by the endpoint of a str…

重离子碰撞的AdS/CFT引力对偶模型的约束条件

Constraints on AdS/CFT Gravity Dual Models of Heavy Ion Collisions

结果表明：（1）在200 AGeV的Au+Au中心碰撞中，通过非光子电子$R_{AA}^e(p_T \sim 6 {\rm GeV})$测量到的重夸克喷注的核修正，（2）低横动量π介子的“完美流体”椭圆横向流，$v_2(p_T\sim 1 {\rm GeV})$在非中心碰撞中的报道，（3）π介子的整体快度密度$dN_π/dy$，（4）强耦合夸克-胶子等离子体（sQGP）的格点QCD熵密度亏损$S/S_{SB}$和（5）一个因果条件在一类sQGP动力学的规范/弦引力对偶模型中解析关联。当t 'Hooft和Gauss-Bonnet耦合参数在$λ\approx 10-25$和$0< λ_{GB}< 0.09$范围内时，现有的RHIC/BNL和格点QCD数据与这些模型非常一致。此外，所观察到的五重相关性似乎有利于彩色玻璃冷凝液在当前系统误差内的Glauber初始条件。

通过AdS/CFT研究电场中的真空不稳定性：Euler-Heisenberg Lagrangian和Planckian热化

Vacuum Instability in Electric Fields via AdS/CFT: Euler-Heisenberg Lagrangian and Planckian Thermalization

利用AdS/CFT对应分析了强耦合规范理论在恒定电场中的真空不稳定性。该模型是N=2的1味超对称大N_c QCD。我们从AdS/CFT中的复D膜作用量出发，计算了Euler-Heisenberg有效拉格朗日量L（E），它描述了真空在背景电场E中的非线性响应和量子衰变率.我们发现，由Im L（E）给出的衰变率在临界电场以上变为非零。用约束力代替电子质量，发现Im L（E）的大E展开与QED中Schwinger效应的大E展开一致。然后，非微扰地求解了系统在强电场中随时间变化的响应，并在最短时间尺度“普朗克热化时间”t ~ 1/T ~ E^{-1/2}上观察到了普遍的热化现象.这里，T是夸克在非零电流的非平衡状态下感受到的有效温度，在AdS/CFT中计算为霍金温度。更强的电场加速了热化过程，对于RHIC实验中的一个实际电场值，我们得到了t ~ 1 [fm/c]，这与我们所认为的值是一致的。

强耦合夸克-胶子等离子体物理

Physics of Strongly coupled Quark-Gluon Plasma

本文综述了我们目前对强耦合夸克-胶子等离子体（sQGP）的理解，特别是在（i）用流体力学解释RHIC数据，（ii）用电磁对偶性描述晶格数据，（iii）规范弦对偶性（AdS/CFT）的理解及其在“共形”等离子体中的应用等方面的理论进展。鉴于学科的跨学科性质，我们包括几个主题的简要介绍“行人”。解决的一些基本问题是：为什么sQGP是如此好的液体？禁闭的本质是什么？我们对创造禁闭的“磁性”物体了解多少？它们在sQGP物理学中有什么重要作用吗？我们能从规范理论的角度理解AdS/CFT预言吗？它们可以通过实验进行测试吗？AdS/CFT对偶能帮助我们理解快速平衡/熵产生吗？我们能否计算出一个完整的重离子碰撞的动力学“引力对偶”？

相对论强子气体的剪切粘度与熵密度比

Shear-Viscosity to Entropy Density Ratio of a Relativistic Hadron Gas

在相对论重离子对撞机（RHIC）上的超相对论重离子碰撞被认为产生了一种称为夸克-胶子-等离子体的物质状态，其特征是剪切粘滞度与熵密度之比$η/s$非常小，接近反德西特空间/共形场论（AdS/CFT）方法预测的下限。随着产生的物质膨胀和冷却，它通过一个由强子气体描述的具有快速增加的$η/s$的阶段演化。我们计算$η/s$作为温度的函数，在这个阶段，发现它的值构成了一个挑战，粘性相对论流体力学，这需要小的值$η/s$在整个反应的演变，以成功地描述在RHIC的集体流动可观的。我们表明，包括非单位逸度将减少$η/s$在强子阶段，但不足以与粘性流体力学兼容。因此，我们的结论是，在RHIC的低粘度物质的起源必须在部分子阶段的反应。

重离子碰撞中的马赫锥

Mach cones in heavy ion collisions

我们研究的命运的能量沉积的射流在重离子碰撞假设创建的介质是不透明的（射流迅速失去能量）和它的粘度是如此之低，能量损失的射流是迅速热化。在这些条件下，能量的沉积将产生马赫锥。我们认为，在一般情况下，该系统的行为是不同的天真的期望，它强烈依赖于有关的能量和动量沉积到介质中的射流的假设。我们比较我们的现象学流体动力学计算在静态介质中的各种能量动量源（包括基于pQCD的计算）与精确的强耦合限制内获得的AdS/CFT对应。我们还讨论了在RHIC实验测量的两粒子关联中由喷流触发的流体动力学特征的可观测性。

从SPS到LHC重离子碰撞中的粲偶素产生

Charmonium production in heavy-ion collisions from SPS to LHC

利用包含初始核子-核子硬散射产生粲偶素和夸克-胶子等离子体再生的双组分模型，研究了SPS、RHIC和LHC重离子碰撞中$J/ψ$的产生.对于产生的热致密物质的膨胀动力学，我们使用一个示意性的粘性流体动力学模型与特定的剪切粘度采取，分别是两倍和十倍的下限$1/4π$建议的广告/CFT对应的夸克-胶子等离子体和强子气体。对于Charmonia在热密物质中的初始解离和随后的热衰变，我们用屏蔽Cornell势描述Charmonia的性质，用微扰QCD计算它们的解离截面。考虑到夸克-胶子等离子体中Charmonia的再生，通过一个含有介质中Charmonium衰变宽度的动力学方程，我们得到了SPS和RHIC上测量的核修正因子的较好描述.如果考虑到底强子衰变对$J/ψ$产额的贡献，我们还得到了LHC重离子碰撞中高横动量$J/ψ$的核修正因子的合理描述.

弦论与夸克-胶子等离子体

String theory and quark-gluon plasma

我们回顾了非专家的规范理论等离子体的AdS/CFT描述。讨论了RHIC实验中观测到的夸克-胶子等离子体的三个主要特征：低剪切粘度、喷流淬灭和J/psi抑制。

重离子碰撞中的威尔逊圈及其在AdS/CFT中的计算

Wilson loops in heavy ion collisions and their calculation in AdS/CFT

威尔逊圈的期望值定义了在辐射部分子能量损失和夸克偶素抑制分析中出现的重离子碰撞中产生的热介质的非微扰性质。我们使用AdS/CFT对应计算N=4的超级杨-米尔斯（SYM）理论的强耦合等离子体中的威尔逊圈的期望值，允许的可能性，等离子体可能会移动与一些集体的流速是在重离子碰撞的情况下。我们得到了描述QCD中硬部分子能量损失的喷注猝灭参数$\hat q$的N=4 SYM值，以及运动偶极子的夸克-反夸克屏蔽长度随速度和方位角变化的速度依赖性.我们证明了，如果夸克-胶子等离子体以速度v_f相对于硬部分子轨道成θ角流动，喷注猝灭参数$\hat q$被因子γ_f（1-v_f cos θ）修正，并表明这一结果在QCD中与在N=4 SYM中一样适用。我们讨论的相关性，我们正在学习的经验教训，从所有这些计算的重离子碰撞在RHIC和LHC。此外，我们还讨论了我们的结果与其它引力共形理论的结果之间的关系，特别指出了任何两个引力共形理论中的$\hat q$之比是它们的中心荷之比的平方根。这使我们猜想，在非共形理论中，$\hat q$定义了一个总是沿着重整化群轨迹减小的量，并允许我们使用N=4 SYM中的$\hat q$的计算来猜想它在QCD中的值。

Hagedorn态与热化

Hagedorn States and Thermalization

近年来，强子态被用来解释强子气体中接近临界温度的物理现象。由于它们大的衰变宽度，这些大质量共振使$η/s$降低到强子气相内的AdS/CFT极限附近。Hagedorn模型最近的晶格结果进行了比较，它被发现，对于Tc =176 MeV和Tc=196 MeV，强子几乎可以立即达到化学平衡，以及之前的化学冻结温度发现在热适合的强子气体没有Hagedorn状态。在本文中，我们还观察到的$K^+/π^+$角在AGS，SPS和RHIC的Hagedorn状态的影响。

相对论重离子碰撞中体椭圆流和重夸克猝灭的共形全息

Conformal Holography of Bulk Elliptic Flow and Heavy Quark Quenching in Relativistic Heavy Ion Collisions

我们表明，“完美流体”的椭圆流的体强子和意外的强淬灭的重夸克喷注碎片在金+金反应在200 AGeV内可以同时占主导地位的AdS/CFT全息与一个共同的大t 'Hooft耦合$λ=g^2_{YM} N_c \sim 30$。相比之下，弱耦合夸克-胶子等离子体模型迄今未能描述这些软观测值和硬观测值之间的相关性，即使是外推到$α_s\sim 0.5$的耦合。我们表明，经典的尾弦AdS/CFT全息解决方案的唯象应用程序，此外显着鲁棒的高阶曲率修正$\mathcal{O}(1/λ^{3/2})$在IIB型超引力理论，以及世界面波动修正$\mathcal{O}(1/λ^{1/2})$，以前没有考虑。我们强调了在RHIC和LHC上进一步测量粲夸克和美夸克硬（\em GeV）喷流猝灭观测值和低横动量（$p_T\le 1$ GeV）体椭圆流观测值之间的相关性的重要性，以进一步测试共形全息术对强耦合夸克-胶子等离子体的适用性的限制。

重夸克在N=4超对称Yang-Mills等离子体中运动的能量损失

Energy loss of a heavy quark moving through N=4 supersymmetric Yang-Mills plasma

本文利用AdS/CFT对应，计算了在大t Hooft耦合下，重夸克在N=4 SU（N_c）超对称杨-米尔斯等离子体中运动时的能量损失率。使用对偶描述的夸克作为一个经典的字符串结束的D 7膜，我们使用的分析和数值技术的互补组合，以确定摩擦系数作为夸克质量的函数。假设强耦合N=4的杨-米尔斯等离子体是热的强耦合QCD的一个好模型，我们的结果可能与RHIC的粲物理和底物理有关。

AdS-Schwarzschild 黑膜的形变与夸克-胶子等离子体的剪切黏度

Deformations of the AdS-Schwarzschild black brane and the shear viscosity of the quark-gluon plasma

本文利用 AdS/CFT 膜范式研究 AdS$_5$-Schwarzschild 黑膜形变，并结合 LHC 与 RHIC 重离子碰撞中夸克-胶子等离子体剪切黏度与熵密度比的实验数据，证明标准黑膜对形变具有稳健性，同时为可能携带引力双圈量子修正的轻微形变保留了空间。

相对论性重离子碰撞的2+1维因果粘性流体动力学

Causal viscous hydrodynamics in 2+1 dimensions for relativistic heavy-ion collisions

使用新开发的（2+1）维粘性流体动力学程序VISH 2 +1，探讨了剪切粘性对超相对论碰撞能量下Cu+Cu碰撞的流体动力学演化和最终强子谱的影响。基于因果的Israel-Stewart形式主义，该代码描述了纵向助推不变系统的横向演化，没有围绕光束方向的方位对称性。剪切粘度被证明是减速的纵向和加速横向流体动力膨胀。对于固定的初始条件，这导致一个更长的夸克-胶子等离子体（QGP）的寿命，更大的径向流在最后的状态，和平坦的横向动量谱的发射强子相比，理想流体动力学模拟。我们发现椭圆流系数v_2对剪切粘度特别敏感：即使是AdS/CFT猜想所允许的最低值eta/s=1/4pi，也足以抑制v_2，对相对论重离子对撞机上的重离子碰撞现象产生重要影响。我们的数值计算结果和早期的分析估计内的爆炸波模型参数化的膨胀火球冻结的粘性效应之间的比较表明，完整的动力学理论导致更严格的限制比剪切粘度η/s，从而支持的概念，即在RHIC创建的夸克-胶子等离子体表现出几乎“完美的流动性”。

约束相对论重离子碰撞中的轻味与奇异味化学平衡

Constraining Light and Strange Flavor Equilibration in Relativistic Heavy-Ion Collisions

本研究开发轻与奇异夸克化学平衡的动力学框架，结合贝叶斯分析与多阶段模型，从RHIC的Au+Au碰撞数据推断相关参数，发现奇异夸克平衡更缓慢，表明夸克胶子等离子体味组分在流体动力学阶段仍未平衡。

有限温度和化学势下夸克物质的剪切粘性和电导率，考虑QCD相变

Shear viscosity and electric conductivity of quark matter at finite temperature and chemical potential with QCD phase transitions

研究有限温度和化学势下夸克物质的剪切粘性和电导率，利用PNJL模型分析QCD相变中输运系数的行为。