Aplicaciones de la correspondencia AdS/CFT en el ámbito de la física de la materia condensada

Abstract

En esta tesis se consideraron varios tópicos asociados a la aplicación de la correspondencia AdS/CFT a sistemas de materia condensada. En particular se estudiaron modelos holográficos de superconductores, metales extraños e inestabilidades fermiónicas que pueden presentar los mismos. El capı́tulo 1 es una introducción donde se exponen los objetivos y motivaciones para estudiar estos sistemas. En el capı́tulo 2 se resumen las ideas y conceptos fundamentales para entender la teorı́a de cuerdas y la correspondencia AdS/CFT . En el capı́tulo 3 se introducen conceptos básicos de la teorı́a de la Materia Condensada pertinentes a la Tesis. En primer lugar los superconductores, cuáles son los fenómenos fı́sicos detrás de ellos y cómo es el marco teórico-matemático para describirlos. Posteriormente se introducen los lı́quidos de Fermi, su descripción a través de la teorı́a de Landau, y la existencia de una fase denominada de metal extraño que experimentan los superconductores de alta temperatura, donde dicha teorı́a no es aplicable. En el capítulo 4 se introducen los modelos holográficos más básicos para describir superconductores, metales extraños y sistemas de electrones a potencial químico finito. En el capı́tulo 5 se presenta el análisis de un sistema del tipo gravedad-Yang-Mills-Higgs que modela holográficamente un superconductor de onda p/p + ip. En tal sistema se calculan varias propiedades fı́sicas de interés y se hace una comparación entre ellas. Se estudian además soluciones a temperatura y entropı́a nulas. En el capı́tulo 6 se analizan funciones espectrales de campos fermiónicos a temperatura finita en el fondo de un superconductor de onda p, teniendo en cuenta el efecto sobre la geometrı́a de los campos de calibre. En el capı́tulo 7 se estudia el cruce entre un lı́quido de Fermi y un metal extraño introduciendo una variable de dopaje desde el lado gravitatorio. Por último, en el capítulo 8 se generaliza el método de Pomeranchuk en un espacio-tiempo curvo específico, para poder estudiar inestabilidades de la superficie de Fermi de un sistema de electrones fuertemente acoplado que pueden dar lugar a fases nemáticas o esmécticas.