論文の概要: Dynamical analog spacetimes from nonlinear perturbations in a topological material

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.16570v1
• Date: Tue, 22 Jul 2025 13:22:12 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-23 21:34:14.129277
• Title: Dynamical analog spacetimes from nonlinear perturbations in a topological material
• Title（参考訳）: 位相材料中の非線形摂動からの動的アナログ時空
• Authors: Surajit Das, Surojit Dalui, Hrishit Banerjee, Arpan Krishna Mitra,
• Abstract要約: トポロジカル材料内に包括的非線形アナログ重力場を構築する。 進化する音場地平線の形成を数値的に実証し,アナログホーキング温度を定量化する。 この研究は、幅広い種類の量子材料で非線形創発時空を探索するための基礎となる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Emergent spacetime analogs in condensed matter systems have opened a fascinating window into simulating aspects of gravitational physics in controlled laboratory environments. In this work, we develop a comprehensive nonlinear analog gravity framework within a topological material, incorporating the impact of Berry curvature on the hydrodynamic flow of electrons. Unlike prevalent studies in existing literature limited to linear perturbations, we derive and analyze a fully nonlinear wave equation governing radial perturbations of density and velocity fields, which dynamically generate an effective acoustic metric. Taking the example of graphene as a representative system, and calculating its properties from first principles, we numerically demonstrate the formation of evolving acoustic horizons and quantify analog Hawking temperatures in experimentally accessible regimes. Our findings suggest that topological materials can serve as versatile platforms to probe rich gravitational phenomena, including horizon dynamics and quasi-thermal emission, beyond conventional linear approximations. This work lays the groundwork for exploring nonlinear emergent spacetime in a broad class of quantum materials, bridging condensed matter physics and gravitational analogs.
• Abstract（参考訳）: 凝縮物質系の創発的な時空アナログは、制御された実験室環境における重力物理学の側面をシミュレートするための魅力的な窓を開いた。 本研究では, 電子の流体流動に及ぼすベリー曲率の影響を取り入れた, トポロジカル材料中の包括的非線形アナログ重力フレームワークを開発する。 線形摂動に制限された既存文献の一般的な研究とは異なり、密度と速度場の半径摂動を規定する完全な非線形波動方程式を導出し、解析し、有効音響計量を動的に生成する。 グラフェンを代表系とし、その性質を第一原理から計算し、進化する音場地平線の形成を数値的に実証し、実験可能な状態におけるアナログホーキング温度を定量化する。 本研究は, 地平線力学や準熱放射など, 従来の線形近似を超越したリッチ重力現象を探索するプラットフォームとして, トポロジカル材料が有効であることが示唆された。 この研究は、幅広い種類の量子材料、凝縮物質物理学と重力アナログのブリッジングにおいて、非線形創発時空を探索するための基礎となる。

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