Non-linear effective field theory simulators in two-fluid interfaces
Non-linear effective field theory simulators in two-fluid interfaces
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二流体界面中的非线性有效场论模拟器
DOI：
10.1088/1742-6596/2531/1/012003
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发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Barroso V
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Barroso V
模拟引力提供了一种测试弯曲时空中量子场论的普遍性和鲁棒性的方法，并通过基于实验室的实际实验对其进行验证。流体界面是创建这些重力模拟器的有前景的框架，并已成功复制霍金辐射和黑洞超辐射等现象。最近的研究表明，两种流体之间界面上的流体动力学不稳定性可以捕捉早期宇宙膨胀后热化的特征。在这项研究中，我们扩展了流体动力学方法，为两种流体之间的界面开发了一种有效的场论，证明了控制方程与模拟时空中的相对论标量场之间的等价性。我们还表明，即使在非线性相互作用场论中，界面高度场也可以充当模拟相对论场。我们建议可以将这些数学等价外推到计算具有挑战性或不切实际的情况。我们的工作为在实验室中模拟远离平衡的宇宙学和引力场景提供了一个新的框架。
Analogue gravity offers an approach for testing the universality and robustness of quantum field theories in curved spacetimes and validating them using down-to-earth, laboratory-based experiments. Fluid interfaces are a promising framework for creating these gravity simulators and have successfully replicated phenomena such as Hawking radiation and black hole superradiance. Recent work has shown that hydrodynamical instabilities on the interface between two fluids can capture features of the post-inflationary thermalisation of the Early Universe. In this study, we extend fluid dynamics methods to develop an effective field theory for the interface between two fluids, demonstrating the equivalence between the governing equations and a relativistic scalar field in an analogue spacetime. We also show that the interfacial height field serves as the analogue relativistic field even in a nonlinear, interacting field theory. We propose that these mathematical equivalences can be extrapolated to probe regimes where calculations are challenging or impractical. Our work provides a new framework for simulating far-from-equilibrium cosmological and gravitational scenarios in the laboratory.
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DOI：
10.1017/9781009253161
发表时间：
2023-02
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
S. Hawking;G. Ellis
通讯作者：
S. Hawking;G. Ellis
强梯度磁场中双流体系统的模拟宇宙学。
DOI：
10.1103/physreve.99.031101
发表时间：
2019
期刊：
Physical review. E
影响因子：
--
作者：
Fifer Z
通讯作者：
Fifer Z
影响因子：
8.6
作者：
F. Gazzola
通讯作者：
F. Gazzola
影响因子：
8.6
作者：
Gooding, Cisco;Biermann, Steffen;Weinfurtner, Silke
通讯作者：
Weinfurtner, Silke
影响因子：
5
作者：
R. Schutzhold;W. Unruh
通讯作者：
R. Schutzhold;W. Unruh