Holografie, kwantuminformatie en snaartheoretische zwarte gaten

Het holografisch principe stelt, geïnspireerd door de thermodynamische eigenschappen van zwarte graten, dat kwantumzwaartekracht in een zekere ruimtetijd op een equivalente manier beschreven kan worden door een theorie zonder gravitatie, die op de rand van de ruimtetijd leeft. Net als een hologram, bevat de randtheorie alle informatie nodig om de hogerdimensionale gravitationele bulktheorie te beschrijven. Maar hoe wordt de informatie over de lokaliteit van de bulktheorie gecodeerd in de theorie op de rand?

Er werd recentelijk ingezien dat de samenhangendheid van de ruimtetijd en de wetten van de zwaartekracht in nauw verband staan met de kwantumverstrengeling van onderliggende vrijheidsgraden. Dit heeft geleid tot het introduceren van nieuwe kwantuminformatietheoretische grootheden, o.a. “entwinement”, die de bulk ruimtetijd zo precies mogelijk onderzoeken. Er werd ook beseft dat de codering van de bulkfysica in de theorie op de rand op een natuurlijke wijze geïnterpreteerd kan worden in de context van kwantumfoutcorrigerende codes. Dit leidde tot het ontwerpen van nieuwe tensornetwerk-speelgoedmodellen voor holografie. Tenslotte werd de kwantumchaos die het thermische gedrag van zwarte gaten regeert geïdentificeerd.

Mijn voorgesteld doctoraatsonderzoek is gericht op een aantal onderling verbonden vragen: Beschrijft entwinement de verwachte bulkfysica in andere voorbeelden dan deze die tot nu toe bestudeerd zijn geweest? Kunnen we chaos beter verstaan in snaartheoretische zwarte gaten? En kunnen we dynamica introduceren in holografische kwantumfoutcorrigerende codes?