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Aspects of Higher Spin Theories and Holography

초록/요약 도움말

The thesis explores the aspects of higher-spin(HS) field theories and their interplays with string theory and AdS/CFT holography. We construct vertex operators in open RNS superstring theory, describing higher-spin massless excitations in Vasiliev's frame-like formalism. There are two conceptual results presented in this thesis. First, we compute the S-matrix elements of higher-spin states in string theory, showing then to reproduce consistent cubic couplings of HS fields in space-time. Second, using the sigma-model formalism for frame-like in AdS, we compute graviton's beta-function in the presence of higher-spin operators, showing its relevance to holographic hydrodynamics. The gradient expansion in hydrodynamics in $d=4$ is conjectured to be controlled by higher-spin algebra in AdS$_{5}$. This conjecture is supported by our calculations up to the second order.

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초록/요약 도움말

본 논문은 높은 스핀 이론(Higher Spin Theory)의 여러 성질들, 그리고 그 성질들과 끈 이론 및 AdS/CFT 대응성간의 관계에 대해 탐구한다. 이를 위해 질량이 없는 높은 차원의 들뜬 상태들을 서술하는 열린 RNS 초끈 이론(RNS Superstring Theory) 안에서의 버텍스 연산자(vertex operator)들을 고려한다. 본 논문은 크게 두 가지 결과를 포함하고 있다. 첫 번째는 끈 이론 안에서의 높은 차원 상태들의 S-행렬 계산을 통한 시공간 안에서의 3개의 높은 차원 장의 결합(Coupling)의 재구성이다. 두 번째는 AdS안의 프레임 위주의 시그마 모델 형식주의(frame-like sigma-model formalism)을 이용하여 높은 스핀 연산자들이 있는 상황에서 중력자의 베타 함수를 계산함으로서, 유체역학과의 관계를 보여주는 것이다. 이 두 번째 결과를 통해 4차원 유체역학의 미분 전개는 5차원 AdS의 높은 스핀 대수에 의해 결정됨을 추론할 수 있으며, 본 논문에선 이 추론을 위해 미분 전개 2차 항까지의 계산을 수행한다.

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