Topological field theory and physics
用Belavin-Polyakov-Schwarz-Tyupkin $SU(2)$瞬子完全解决了拓扑Yang-Mills理论,揭示了一个潜在的多链接相交理论.链接不变量也被证明是生存的耦合到某种物质(超瞬子)。发现了拓扑场论及其不变量的物理相关性。通过将拓扑Yang-Mills理论嵌入到纯Yang-Mills理论中,证明了量子场论QFT的拓扑TQFT允许我们在拓扑非平凡扇区中一致地表述QFT的微扰展开.特别地,TQFT在瞬子模空间上对好测度集进行分类,解决了以往方法的不一致性问题。指出了新的物理意义。QCD中的链数与Aharonov-Bohm效应的非阿贝尔类比有关。
1995-11-21 hep-th
Fermionic Finite-Group Gauge Theories and Interacting Symmetric/Crystalline Orders via Cobordisms
我们制定了一个家庭的自旋拓扑量子场理论(自旋TQFTs)作为玻色子Dijkgraaf-Witten TQFTs的费米推广。它们是通过测量$G$ -等变可逆自旋TQFT,或者用物理学的语言,测量具有有限群$G$对称性的相互作用的费米子对称性保护拓扑态(SPT)而获得的。我们使用的事实,后者是分类庞特里亚金分类到自旋bordism群的分类空间$BG$。我们还考虑了无取向的类似物,即$G$ -等变可逆钉$^\pm$ -TQFT(费米子时间反演-SPT)及其测量。我们计算这些群体的各种例子的阿贝尔$G$使用亚当斯谱序列和描述所有相应的TQFT通过一定的bordism不变量的尺寸3,4,和其他。这给出了自旋TQFT的配分函数的显式公式与可能的扩展操作插入封闭流形。结果还提供了明确的分类与有限阿贝尔群对称性的费米子QFT的't Hooft异常在一维以下。我们构造了新的反常边界非限定自旋TQFT(表面费米拓扑序)。我们探索SPT和SET(对称性丰富的拓扑有序)的状态,和晶体的SPT保护的空间群(如平移$\mathbb{Z}$)或点群(如反射,反转或旋转$C_m$)对称性,通过层堆叠结构。
2018-12-31 cond-mat.str-el hep-th math-ph
Cluster expansion and resurgence in Polyakov model
在Polyakov模型中,由于瞬子效应,在首阶半经典模型中形成了一个非微扰质量隙。利用无穷远临界点、集团膨胀和Lefschetz顶针的概念,我们证明了半经典系统中的三阶效应对质量隙的贡献是虚的、模糊的,它应该是真实的、明确的.这对于原始分析来说是麻烦的,并且难以在QFT中直接解决这个问题。然而,通过使用背景t Hooft通量(或耦合到TQFT),我们发现了Polyakov模型对量子力学的新紧化。紧化的优点是在Born-Oppenheimer(BO)近似下记住了完整QFT的双稳态瞬子,而周期紧化则没有。在量子力学中,我们证明了3瞬子扇区中的模糊性对1瞬子附近微扰理论的Borel重定中的模糊性的恢复消除。假设这个结果在QFT中成立,我们给出了微扰真空和瞬子附近微扰理论的高阶渐近性。
2021-10-11 hep-lat hep-th
Topological Manipulations On $\mathbb{R}$ Symmetries Of Abelian Gauge Theory
本文提出通过拓扑操作研究非紧致阿贝尔规范理论中ℝ对称性的拓扑规范及缺陷,开发了新的变形方法并探讨其在弦理论中的应用。
2025-11-21 hep-th
ICTP Lectures on (Non-)Invertible Generalized Symmetries
本讲座系统介绍QFT中的广义对称性,重点通过TQFT stacking与规范构造非可逆theta缺陷,并讨论higher-representation及SymTFT。
2023-06-07 cond-mat.str-el hep-ph hep-th
de Sitter Vacua of Strongly Interacting QFT
利用全息对应论证了欧几里德真空是强耦合下量子规范理论动力学演化的一个晚期吸引子。如果规范理论是非共形的,则Bunch-Davies真空不是绝热态,即共动熵产生率不为零。使用N=2* 规范理论全息术,我们探索了将当前宇宙加速膨胀解释为强耦合QFT真空能量的前景。
2017-03-20 hep-th
Mutual Influence of Symmetries and Topological Field Theories
Dalhousie University(达尔豪斯大学);University of Oxford(牛津大学)
研究在允许与TQFT堆叠作为等价关系时,费米子(2+1)d QFT的融合2-范畴对称性如何被修改,发现与Spin(n)_1堆叠会导致有限种不等价修改。
2026-06-07 cond-mat.str-el hep-th math-ph
Anomaly constraint on chiral central charge of (2+1)d topological order
本文讨论了(2+1)d拓扑有序态的手征中心荷$c_-$有时会受到反幺正整体对称性的t Hooft反常的强约束.例如,如果(2+1)d费米子TQFT具有时间反演异常,$T^2=(-1)^F$标记为$ν\in\mathbb{Z}_{16}$,则对于奇数$ν$,TQFT必须具有$c_-=1/4$ mod $1/2$,而对于偶数$ν$,TQFT必须具有$c_-=0$ mod $1/2$。这将具有$T$异常的玻色子TQFT在特定类中必须携带$c_-=4$ mod $8$的事实推广到费米子情况。我们还研究了具有$U(1)\times CT$对称性的费米TQFT的这种约束,它被认为是A Ⅲ类拓扑超导体的带隙表面。
2021-05-07 cond-mat.str-el hep-th
$η/s$ in a strongly coupled QFT
考虑耦合$g$较大时的$O(N)$ $gφ^4$理论,计算了剪切粘度与熵密度之比($η/s$)。$η/s$的最终结果与通过AdS/CFT猜想从弦论计算得到的结果非常相似。所采用的方法可以用来计算在其他理论的利益,以及与一些修改,并揭示了一些非常有趣的功能内所考虑的理论。
2016-05-20 hep-ph hep-th
Non-invertible Condensation, Duality, and Triality Defects in 3+1 Dimensions
本文研究3+1维QFT中由一形式对称性规范产生的不可逆凝聚、对偶与三重对偶缺陷,确定其以2+1维TQFT为系数的融合规则,并给出重整化群流约束及多个规范理论实现。
2022-06-20 cond-mat.str-el hep-th math.QA
New integrable non-gauge 4D QFTs from strongly deformed planar N=4 SYM
我们考虑了在大虚扭和小耦合的双标度极限下的$γ$ -形变$\mathcal{N}=4$ SYM,它抛弃了规范场,只保留了具有三个任意有效耦合的Yukawa和标量相互作用.在t~Hooft极限下,这些四维理论是可积的,其中大部分的积分子是共形的,使得整个AdS/CFT可积性仍然适用。特别是,对于一个非零的有效耦合,我们得到一个QFT的两个复杂的标量与手征,四次相互作用。BMN真空反常维数在每个非零圈阶中由单个“轮”图支配,原则上可通过可积性计算。因此,我们也提供了一个明确的猜想的周期的双轮图与任意数量的辐条。
2016-11-11 hep-th
Snowmass White Paper: Hamiltonian Truncation
强耦合量子场论(QFT)在高能物理和多体物理中普遍存在,但我们在这类系统中进行精确计算的能力仍然有限。Hamilton截断是一种在连续极限下对强耦合QFT中的实时演化进行非微扰计算的方法,其工作原理是在全希尔伯特空间的截断子空间中数值求解薛定谔方程。最近在理解这种方法方面的进展为一系列应用的进展打开了大门,从$d\ge 2$维的规范理论到相对论非平衡物理学。
2022-01-27 cond-mat.str-el hep-th
Lecture Notes on Three Supersymmetric/Topological Systems in Quantum Field Theory
((1用统一的方法讨论了(3+1)维${\cal N}=1$超对称场论和(3+1)维${\cal N}=2$超对称规范理论,旨在识别两个系统中的量子BPS态.本文还分析了具有${\cal N}=2$扭曲超对称性的欧氏四维规范理论。${\bf C}^\infty$ -拓扑不变量被确定为一定的n点关联函数在这个QFT框架。本文从数学和物理的角度简要地描述了有效对偶阿贝尔规范理论的发展。本文分析了这些系统中出现的拓扑缺陷的物理性质,如扭结、BPS和Dirac单极、BPST瞬子、Liouville和Abrikosov-Nielsen-Olesen自对偶涡旋等。连接第三节和第四节分别处理的QFT系统的线索是TWIST过程,它从传统的扩展超对称规范理论通向拓扑${\cal N}=2$ SUSY Donaldson QFT。在第3节中,$SL(2,\mathbb{Z}$ -对偶性建立了原始规范理论的弱耦合体系和低能时产生的威尔逊(交换)有效规范理论之间的联系。我们还将回顾第4节扭曲的TQFT系统之间的这些对偶性。
2016-02-25 hep-th math-ph math.MP
Cosmology at the boundary of de Sitter using the dS/QFT correspondence
在暴胀的背景下使用dS/QFT对应允许研究有趣的,否则无法访问的物理学。特别是,通过在德西特空间边界上的对偶场论研究暴胀,有可能在早期研究强耦合引力的状态。本工作的目的是用对偶场论的自由参数完整地表示宇宙学观测量,并将它们与CMB数据进行比较。这样,对观测参数的约束通过对场论的参数施加限制,限制了强耦合暴胀图景的有效性。与数据的拟合定义了所采取的方法的一致性和有效性的限制,并表明,在此限制内,该模型几乎是不受约束的,但相当具有预测性,产生密度扰动的功率谱非常接近尺度不变性。
2011-07-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
A dynamical inflaton coupled to strongly interacting matter
本文将Einstein-inflaton方程与全息术描述的强耦合量子场论自洽耦合,证明该模型能依次产生暴胀宇宙、再加热阶段及最终由热平衡量子场论主导的宇宙。
2024-05-31 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Ground State Instability in Non-relativistic QFT and Euler-Heisenberg Lagrangian via Holography
利用探测膜全息术研究了具有$z=2$薛定谔对称性的强耦合QFT在恒定电场中的基态不稳定性。该系统是在超重力薛定谔背景下零电荷密度的$N_f$ $\mathcal{N}=2$超多重态费米子。我们发现,由于类Schwinger效应,不稳定性发生,绝缘体状态将经历一个过渡到一个导体状态。我们利用$gauge/gravity$对偶性计算了不稳定性的衰减率和对产生几率。对于大质量费米子,在零温度下,如果临界电场大于与有效质量成正比的费米子之间的约束力,则会发生不稳定性。我们证明,在零温度下,薛定谔背景模拟的作用,晶格的大质量粒子。我们还表明,在有限的t Hooft耦合粒子的质量高于$\frac{\sqrtλ}{π\b}$,在这种背景下,不稳定性不会发生,无论多大的外部电场,这意味着我们有一个\textit{perfect insulator}。此外,我们从薛定谔时空中的探测膜全息导出了非相对论强关联量子理论的Euler-Heisenberg有效拉格朗日量。
2018-12-09 hep-th
Polyakov Model in 't Hooft flux background: A quantum mechanical reduction with memory
我们在$T^2 \times \mathbb R $上构造了一个Polyakov模型的紧化,它可以在任意小的区域上记住场论的非微扰方面。小$T^2 \times \mathbb R $上的标准紧化具有唯一的微扰真空(零磁通量态),与更高的磁通量态参数分离,并且在Born-Oppenheimer近似中不存在瞬子效应。通过在余权格点中引入一个对应于非零t Hooft磁通的背景GNO磁通,我们发现在小环面处出现$N$ -简并真空,并且在它们之间存在$N-1$类型的磁通变化瞬子.我们从QFT瞬子开始,使用复制品的方法构造QM瞬子。例如,具有通量的$SU(2)$规范理论简化为双阱势,其中每个阱是分数通量态。尽管没有混合异常,QFT的真空结构和QM的真空结构是连续连接的。我们还比较了Polyakov模型与变形的Yang-Mills的量子力学约化,通过将两种理论耦合到TQFT。特别地,我们比较了双光子的质谱和量子力学极限下的能谱。详细描述了半经典展开式中无穷远处的临界点,以及它们在复苏结构中的作用。
2022-03-17 hep-th
Strongly Coupled Quantum Field Theory in Anti-de Sitter Spacetime
本文通过函子量子场论框架,引入有效作用量、重整化群流和1/N展开等工具,研究强耦合量子场论,并应用于AdS中O(N)模型的非单态扇区,分析交叉道图对s道共形块分解的贡献。
2025-06-25 hep-th math-ph math.MP
Constraining holographic cosmology using Planck data
全息宇宙学提供了一个新的框架来描述非常早期的宇宙,其中宇宙学的预言是用三维量子场论(QFT)的可观测量来表达的。这个框架包括传统的慢卷膨胀,这是描述在一个强耦合的QFT,但它也允许定性的新模型的非常早期的宇宙,在那里的双QFT可能是弱耦合。新的模型描述了一个在早期是非几何的宇宙。虽然标准的慢卷膨胀导致(近)幂律的原始功率谱,微扰superrenormalizable QFT的产生一个新的全息光谱形状。在这里,我们将这两个预测与宇宙学观测进行比较。我们使用CosmoMC来确定最佳拟合参数,使用MultiNest进行贝叶斯证据,比较可能性。我们发现,双QFT应该是非微扰在非常低的多极($l \lesssim 30$),而更高的多极($l \gtrsim 30$)的新的全息模型,微扰QFT的基础上,适合的数据以及标准的幂律谱假设在$Λ$ CDM宇宙学。这一发现为非微扰QFT技术的应用打开了大门,如晶格模拟,在千兆秒差距尺度及更远的观测宇宙学。
2017-05-31 astro-ph.CO gr-qc hep-th
High-Precision Calculations in Strongly Coupled Quantum Field Theory with Next-to-Leading-Order Renormalized Hamiltonian Truncation
哈密顿截断(Hamiltonian Truncation)截断谱方法是求解d=2维时空中强耦合QFT的一种有效的数值方法。需要进一步的理论发展,以提高其准确性和适用范围。考虑到这一目标,在这里,我们提出了一个新的变体的哈密顿截断表现出更小的依赖于UV截止比其他现有的实现,并产生更准确的光谱。实现这一目标的关键思想在于精确地积分出某类高能态,这对应于在相互作用强度的立方阶进行重整化。我们测试的强耦合的二维四次标量理论的新方法。我们的工作也将有助于未来的目标扩展到更高的维d >= 3的哈密顿截断。
2017-12-15 cond-mat.str-el hep-th
Vanishing DC holographic conductivity from a magnetic monopole condensate
我们展示了如何获得一个消失的直流电导率在3维强耦合QFT的使用大量的2-形式的字段在散装,满足一种特殊的边界条件。AC电导率的实部和虚部进行评估,在这个全息设置,我们表明,DC电导率相同地消失,即使对于一个任意小的(虽然非零)值的2-形式的质量在散装。我们确定了大量的行动的大规模的2-形式与有效的理论描述一个阶段,其中磁单极凝聚在散装。我们的研究结果表明,磁单极子在一个4维的散装凝聚导致消失的直流全息电导率在3维强耦合QFT的。
2015-06-22 hep-ph hep-th
Inflation and deformation of conformal field theory
最近有人提出,暴胀的强耦合相可以用弱耦合量子场论(QFT)全息地描述。在这里,我们探讨的可能性,暴胀宇宙的波函数可能是由一个边界QFT的配分函数。我们考虑的情况下,当场论是一个小变形的共形场论(CFT),通过添加一个相关的运营商O,并计算原始频谱预测在相应的全息膨胀的情况。利用与Weyl重标度相关的Ward-Takahashi恒等式,我们导出了曲率扰动的算子和变形算子O在边界处的算子之间的一个简单关系。这是在没有指定引力的体积理论的情况下完成的,因此结果也适用于体积动力学强耦合的情况。本文讨论了曲率扰动的双谱和三谱的Suyama-Yamaguchi不等式的有效性。
2013-09-01 hep-th
Holography for Cosmology
我们提出了一个四维单标量暴胀宇宙的全息描述,并展示了宇宙学观测,如原始功率谱,是如何编码在三维QFT的关联函数。全息描述正确地再现了标准的暴胀预言的极限,在那里波动的微扰量子化是合理的。在相反的限制,其中重力是强耦合在早期,我们提出了一个全息描述的微扰大N QFT。启动全息唯象的方法,我们表明,模型只包含两个参数,N和一个维度的耦合常数,能够满足目前的观测约束。
2010-01-13 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Exact Operator Map from Strong Coupling to Free Fields: Beyond Seiberg-Witten Theory
本文为保护性较低的算子构造了首个非微扰UV/IR映射,将4d $\mathcal{N}=2$强耦合非拉格朗日QFT中的非手征四分之一BPS环精确双射到IR,并利用弧空间计算了精确的UV Macdonald指标。
2024-06-01 hep-th math.QA math.RT
Lorentz violation, Gravity, Dissipation and Holography
我们在基本水平上重新考虑洛伦兹破坏(LV)。我们表明,洛伦兹破坏是密切相关的重力和LV耦合在QFT必须始终是在一个引力部门的领域。在坐标/坐标系变化下,LV耦合必须保持不变,并且LV耦合变换为张量。因此,寻找LV是寻找新物理的最敏感的方法之一,无论是新的相互作用还是已知相互作用的修改。能量耗散/Cerenkov辐射被证明是LV在QFT的一个通用功能。在强耦合理论中,用引力波进行了一般计算。结果表明,在标度不变区域,能量耗散率与两个特征指数Lifshitz指数和超标度破坏指数密切相关.
2012-08-15 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Strongly Coupled String-inspired Infinite Derivative Non-local Yang-Mills: Diluted Mass Gap
我们调查的非阿贝尔理论,已被提出作为紫外线完成4-D量子场论(QFT)的类中的非微扰制度推广的动能运营商的高阶衍生物的无限级数的启发弦场论。我们证明,在非微扰水平,理论的物理谱实际上是由“无限数量的衍生物”目前的行动。我们导出了一组微分形式的Dyson-Schwinger方程,对于直到两点的关联函数,其解在局部理论中是已知的。我们得到,就像在本地理论,非本地对应显示质量差距,也取决于非本地的质量尺度,并表明它是阻尼在深紫外渐近达到共形极限。我们指出了我们的结果在粒子物理和宇宙学中的一些可能的影响,并讨论了非局部QCD类场景的方面。最后,我们对无限导数非定域引力作了一些评论,这是量子引力对紫外线中无限大尺度的无幽灵、可重规范化的引力理论的一种接近。
2021-06-29 hep-ph hep-th
Some progress on the use of the variational method in quantum field theory
Laboratoire de Physique de l’École Normale Supérieure, Mines Paris, Inria, CNRS, ENS-PSL, Centre Automatique et Systèmes (CAS), Sorbonne Université, PSL Research University(巴黎高等师范学院物理实验室、巴黎矿业学院、法国国家信息与自动化研究所、法国国家科学研究中心、巴黎文理研究大学自动系统与中心、索邦大学、巴黎文理研究大学)
本文探讨了在(1+1)维量子场论中变分方法的应用,介绍了相对论连续矩阵积态(RCMPS)的原理,并展示了其在ϕ⁴、Sine-Gordon和Sinh-Gordon模型中的应用成果,包括强耦合情况下的非微扰近似。
2026-04-11 cond-mat.str-el hep-th quant-ph
Perturbative Critical Behavior from Spacetime Dependent Couplings
我们发现新的微扰不动点,通过引入温和的时空依赖耦合,否则边际条款。在四维QFT中,这些是小- $ε$ Wilson-Fisher不动点的物理类似物。我们不考虑$4-ε$维,而是停留在四维中,但引入了其主导时空依赖性为$λx^κμ^κ$形式的耦合,其中小参数$κ$起着类似于$ε$的作用。我们表明,在$ϕ^4$理论和QED和QCD与无质量的味道,这导致了临界理论的微扰控制下的指数宽窗口的时空位置$x$。我们理论中的精确不动点耦合$λ_*(x)$与非线性不变理论中的运行耦合是相同的,只是标度用$1/x$代替。类似的陈述适用于三维$ϕ^6$理论和具有弯曲目标空间的二维西格玛模型。我们还描述了强耦合的例子,共形摄动理论。
2012-07-27 cond-mat.stat-mech hep-th