Holographic QCD matter in a bottom-up model

ボトムアップ模型におけるホログラフィックQCD物質

藤井 大輔; 保坂 淳*; 岩中 章紘*; 酒井 忠勝*; 橘 基*

Fujii, Daisuke; Hosaka, Atsushi*; Iwanaka, Akihiro*; Sakai, Tadakatsu*; Tachibana, Motoi*

強結合QCD物質の理解は、その非摂動的性質のため依然として困難である。われわれは、クォーク質量が非零の二フレーバー・ハードウォール型ホログラフィック模型において、有限密度・零温度のQCDを研究する。高密度相は、一様アンサッツの下で古典的運動方程式を解くことで得る。バルク場と境界観測量を結び付けるため、ホログラフィック正則化を施して対応辞書を構築し、ハードウォールのカットオフにおけるIR境界項が本質的役割を果たすことを強調する。この枠組みで、バリオン数密度が大きくカイラル凝縮が強く抑制されたバリオン物質相を見出す。得られた解から状態方程式を導出し、中性子星の質量半径関係を計算すると、広いパラメータ領域で2太陽質量を超える星が実現し得ることが分かる。

Understanding strongly coupled QCD matter remains challenging due to its non-perturbative nature. We study finite-density, zero-temperature QCD in a two-flavor hard-wall holographic model with nonzero quark mass. The dense phase is obtained by solving the classical equations of motion under a homogeneous ansatz. To relate bulk fields to boundary observables, we perform holographic renormalization and construct the dictionary, emphasizing the essential role of an IR boundary term at the hard-wall cutoff. Within this setup we uncover a baryonic phase with large baryon number density and a strongly suppressed chiral condensate. From these solutions we derive the equation of state and compute neutron-star mass-radius relations, finding stars above two solar masses over a broad parameter range.