Applications of Holography to the Physics of Strongly Coupled Plasmas

La Cromodinamica Cuantica, o QCD por sus siglas en ingles, posee un acoplo gauge que varia con la escala de energia puesto que no es una teoria conforme. A altas energias el acoplo de QCD tiende a cero, en un fenomeno denominado de libertad asintotica. En tal limite los quarks y gluones interaccionan cada vez menos comportandose practicamente como particulas libres, de ahi el nombre. Por otro lado, cuando los procesos median una energia mas baja la interaccion se vuelve mas y mas fuerte. Eventualmente los quarks y gluones se encuentran formando estados ligados llamados hadrones. El mecanismo detras de esto ultimo se denomina confinamiento. Sin embargo existe la posibilidad de que los quarks y gluones entren en una fase de deconfinamiento, donde se comporten como particulas libres a temperaturas y/o densidades muy altas, alrededor del billon de grados centigrados: el llamado plasma de quarks y gluones, o QGP. Estas temperaturas se consiguen en colisiones de iones de oro en el "Relativistic Heavy Ion Collider" en EE.UU. Uno de los problemas con los que los fisicos nos encontramos a la hora de modelizar la evolucion y propiedades del plasma es que, aunque en la fase de deconfinamiento, el susodicho plasma parece seguir encontrandose en acoplo fuerte. Asi, la teoria de campos a temperatura finita, que es una expansion perturbativa, suele dar resultados que difieren en ordenes de magnitud. Por otra parte la teoria de campos en el reticulo no puede reproducir sus propiedades dinamicas por estar formulada en el euclideo. Sorprendentemente, ciertos tipos de plasmas pueden modelizarse en teoria de cuerdas, utilizando la llamada correspondiente AdS/CFT, que establece una equivalencia entre teorias gauge y teorias de cuerdas. Recientemente se han calculado parametros de gran relevancia como la "shear viscosity", el parametro de "jet quenching" o la perdida de energia de los quarks pesados en el medio, pero hay muchas mas propiedades que se pueden estudiar. Nosotros nos hemos centrado en: - el calculo de la tasa de desintegracion de mesones en una version que anade quarks al plasma N=4 mediante el embedding de D7 branas en el background de un agujero negro en Anti-deSitter. El proceso de disociacion se ve como el mecanismo por el cual las D7 caen a traves del horizonte dedicho agujero negro. Las etapas finales del proceso de disociacion se puede modelizar mediante el calculo de los llamados modos cuasi-normales en la D7 brana. Estos calculos pueden ser de cierta relevancia experimental para entender la supresion de la cantidad de J/psi en el QGP. - el calculo de longitudes de absorcion en el plasma N=4 de gluones, que es una cantidad definitoria de este. En este caso es necesario calcular modos de momento complejo en lugar de modos de frecuencia compleja en el background de AdS-BH. A frecuencia cero, las longitudes de apantallamiento muestran como el campo cromoelectrico decae en el plasma deconfinado. - finalmente, tambien se calculan los residuos de la funcion Green retardada, evaluados en sus polos asociados a las frecuencias de los modos cuasi-normales. El calculo de los residuos permite construir el efecto de una perturbacion en el plasma, dentro del contexto de la "teoria de respuesta lineal". Su estudio nos permite definir una escala temporal hidrodinamica, a partir de la cual dicha aproximacion es valida en el plasma N=4, que puede ser relevante para entender las condiciones iniciales en las simulaciones hidrodinamicas del QGP en RHIC, y en el futuro LHC.