Une théorie du champ scalaire complexe pour les fluides chargés, les superfluides et les fluides fractons

Résumé Nous proposons un cadre thématique pour l'hydrodynamique idéale des fluides relativistes chargés formulé en termes d'un champ scalaire complexe défini sur une hypersurface spatiale se déplaçant avec le fluide. Dans la phase normale, la dynamique des fluides porteurs de charge est contrainte par la symétrie restrictive de déplacement chimique, qui verrouille les charges à des positions fixes dans le plan comobile pendant leur transport à travers l'espace par le mouvement du fluide. En revanche, dans la phase superfluide, la symétrie de déplacement chimique est relâchée à un déplacement constant, permettant aux charges de se redistribuer librement sur l'hypersurface comobile. Nous démontrons que les deux modèles reproduisent les équations hydrodynamiques non linéaires respectives et fournissons des expressions explicites pour les variables collectives de l'hydrodynamique en fonction des champs de la théorie. Les modèles introduits fournissent une complétion UV pour les théories effectives des champs de l'hydrodynamique construites en termes des champs de Goldstone. Enfin, nous proposons une phase de fluide fracton relativiste comme interpolation naturelle entre les phases normale et superfluide, dans laquelle la mobilité des charges élémentaires est contrainte par une symétrie de déplacement linéaire dans l'espace comobile.