Eine komplexe Skalarfeldtheorie für geladene Fluide, Supraleiter und Frakton-Fluide

Zusammenfassung Wir schlagen einen feldtheoretischen Rahmen für die ideale Hydrodynamik geladener relativistischer Fluide vor, formuliert durch ein komplexes Skalarfeld, das auf einer raumähnlichen Hyperfläche definiert ist, die mit dem Fluid mitbewegt wird. In der normalen Phase wird die Dynamik geladener Fluide durch die restriktive chemische Verschiebungssymmetrie eingeschränkt, die Ladungen an festen Positionen in der mitbewegten Ebene fixiert, während sie durch die Bewegung des Fluids im Raum transportiert werden. In der supraleitenden Phase hingegen wird die chemische Verschiebungssymmetrie auf eine konstante Verschiebung gelockert, wodurch Ladungen sich frei über die mitbewegte Hyperfläche neu verteilen können. Wir zeigen, dass beide Modelle die jeweiligen nichtlinearen hydrodynamischen Gleichungen wiederherstellen und liefern explizite Ausdrücke für die kollektiven Variablen der Hydrodynamik in Abhängigkeit von den Feldern der Theorie. Die eingeführten Modelle liefern eine UV-Vervollständigung der effektiven Feldtheorien der Hydrodynamik, die in Begriffen der Goldstone-Felder konstruiert sind. Schließlich schlagen wir eine relativistische Frakton-Flüssigphase als natürliche Interpolation zwischen der normalen und der supraleitenden Phase vor, in der die Beweglichkeit der elementaren Ladungen durch eine lineare Verschiebungssymmetrie im mitbewegten Raum eingeschränkt wird.