scholarly journals Embedding Gauss–Bonnet Scalarization Models in Higher Dimensional Topological Theories

Symmetry ◽  
2021 ◽  
Vol 13 (4) ◽  
pp. 590
Author(s):  
Carlos Herdeiro ◽  
Eugen Radu ◽  
D. H. Tchrakian
Keyword(s):  
Scalar Field ◽  
Vector Fields ◽  
Ad Hoc ◽  
Field Model ◽  
Compact Objects ◽  
Gravity Models ◽  
Proof Of Concept ◽  
Higher Dimensional ◽  
Topological Theories ◽  
Chern Simons

In the presence of appropriate non-minimal couplings between a scalar field and the curvature squared Gauss–Bonnet (GB) term, compact objects such as neutron stars and black holes (BHs) can spontaneously scalarize, becoming a preferred vacuum. Such strong gravity phase transitions have attracted considerable attention recently. The non-minimal coupling functions that allow this mechanism are, however, always postulated ad hoc. Here, we point out that families of such functions naturally emerge in the context of Higgs–Chern–Simons gravity models, which are found as dimensionally descents of higher dimensional, purely topological, Chern–Pontryagin non-Abelian densities. As a proof of concept, we study spherically symmetric scalarized BH solutions in a particular Einstein-GB-scalar field model, whose coupling is obtained from this construction, pointing out novel features and caveats thereof. The possibility of vectorization is also discussed, since this construction also originates vector fields non-minimally coupled to the GB invariant.

scholarly journals SELF-DUAL VORTICES IN THE ABELIAN CHERN–SIMONS MODEL WITH TWO COMPLEX SCALAR FIELDS

2008 ◽  
Vol 23 (26) ◽  
pp. 2189-2198 ◽  
Author(s):  
YI-SHI DUAN ◽  
LI-DA ZHANG ◽  
YU-XIAO LIU
Keyword(s):  
Angular Momentum ◽  
Scalar Field ◽  
Field Model ◽  
Current Method ◽  
Scalar Fields ◽  
The Self ◽  
Complex Scalar ◽  
Topological Current ◽  
Chern Simons ◽  
Topological Term

Making use of ϕ-mapping topological current method, we discuss the self-dual vortices in the Abelian Chern–Simons model with two complex scalar fields. For each scalar field, an exact nontrivial equation with a topological term which is missing in many references is derived analytically. The general angular momentum is obtained. The magnetic flux which relates the two scalar fields is calculated. Furthermore, we investigate the vortex evolution processes, and find that because of the presence of the vortex molecule, these evolution processes are more complicated than the vortex evolution processes in the corresponding single scalar field model.

scholarly journals Three-dimensional Maxwellian extended Newtonian gravity and flat limit

2020 ◽  
Vol 2020 (10) ◽  
Author(s):  
Patrick Concha ◽  
Lucrezia Ravera ◽  
Evelyn Rodríguez ◽  
Gustavo Rubio
Keyword(s):  
Cosmological Constant ◽  
Three Dimensional ◽  
Expansion Method ◽  
Gravity Models ◽  
Newtonian Gravity ◽  
Newtonian Theory ◽  
Relativistic Limit ◽  
Expansion Procedure ◽  
Three Space ◽  
Chern Simons

Abstract In the present work we find novel Newtonian gravity models in three space-time dimensions. We first present a Maxwellian version of the extended Newtonian gravity, which is obtained as the non-relativistic limit of a particular U(1)-enlargement of an enhanced Maxwell Chern-Simons gravity. We show that the extended Newtonian gravity appears as a particular sub-case. Then, the introduction of a cosmological constant to the Maxwellian extended Newtonian theory is also explored. To this purpose, we consider the non-relativistic limit of an enlarged symmetry. An alternative method to obtain our results is presented by applying the semigroup expansion method to the enhanced Nappi-Witten algebra. The advantages of considering the Lie algebra expansion procedure is also discussed.

scholarly journals Characteristic cohomology and observables in higher spin gravity

2020 ◽  
Vol 2020 (12) ◽  
Author(s):  
Alexey Sharapov ◽  
Evgeny Skvortsov
Keyword(s):  
Higher Spin Gravity ◽  
Complete Classification ◽  
Gravity Models ◽  
Simons Theory ◽  
Surface Charges ◽  
Higher Spin ◽  
Dynamical Invariants ◽  
Chern Simons ◽  
Conserved Currents

Abstract We give a complete classification of dynamical invariants in 3d and 4d Higher Spin Gravity models, with some comments on arbitrary d. These include holographic correlation functions, interaction vertices, on-shell actions, conserved currents, surface charges, and some others. Surprisingly, there are a good many conserved p-form currents with various p. The last fact, being in tension with ‘no nontrivial conserved currents in quantum gravity’ and similar statements, gives an indication of hidden integrability of the models. Our results rely on a systematic computation of Hochschild, cyclic, and Chevalley-Eilenberg cohomology for the corresponding higher spin algebras. A new invariant in Chern-Simons theory with the Weyl algebra as gauge algebra is also presented.

scholarly journals THE EDGE STATES OF THE BF SYSTEM AND THE LONDON EQUATIONS

1993 ◽  
Vol 08 (04) ◽  
pp. 723-752 ◽  
Author(s):  
A.P. BALACHANDRAN ◽  
P. TEOTONIO-SOBRINHO
Keyword(s):  
Scalar Field ◽  
Scaling Limit ◽  
Quantum Hall ◽  
Simons Theory ◽  
Massless Scalar ◽  
Electromagnetic Current ◽  
Massless Scalar Field ◽  
Edge States ◽  
Chern Simons ◽  
London Equations

It is known that the 3D Chern–Simons interaction describes the scaling limit of a quantum Hall system and predicts edge currents in a sample with boundary, the currents generating a chiral U(1) Kac-Moody algebra. It is no doubt also recognized that, in a somewhat similar way, the 4D BF interaction (with B a two-form, dB the dual *j of the electromagnetic current, and F the electromagnetic field form) describes the scaling limit of a superconductor. We show in this paper that there are edge excitations in this model as well for manifolds with boundaries. They are the modes of a scalar field with invariance under the group of diffeomorphisms (diffeos) of the bounding spatial two-manifold. Not all diffeos of this group seem implementable by operators in quantum theory, the implementable group being a subgroup of volume-preserving diffeos. The BF system in this manner can lead to the w1+∞ algebra and its variants. Lagrangians for fields on the bounding manifold which account for the edge observables on quantization are also presented. They are the analogs of the (1+1)-dimensional massless scalar field Lagrangian describing the edge modes of an Abelian Chern-Simons theory with a disk as the spatial manifold. We argue that the addition of “Maxwell” terms constructed from F∧*F and dB∧*dB does not affect the edge states, and that the augmented Lagrangian has an infinite number of conserved charges—the aforementioned scalar field modes—localized at the edges. This Lagrangian is known to describe London equations and a massive vector field. A (3+1)-dimensional generalization of the Hall effect involving vortices coupled to B is also proposed.

scholarly journals Robust simulation of mineral precipitation–dissolution problems with variable mineral surface area

2021 ◽  
Vol 129 (1) ◽  
Author(s):  
Serge Kräutle ◽  
Jan Hodai ◽  
Peter Knabner
Keyword(s):  
Surface Area ◽  
Ad Hoc ◽  
Chemical Species ◽  
Special Focus ◽  
Proof Of Concept ◽  
Mineral Surface ◽  
Mineral Precipitation ◽  
Numerical Tests ◽  
Ill Posed ◽  
Mineral Surface Area

AbstractWe consider a macroscale model of transport and reaction of chemical species in a porous medium with a special focus on mineral precipitation–dissolution processes. In the literature, it is frequently proposed that the reaction rate should depend on the reactive mineral surface area, and so on the amount of mineral. We point out that a frequently used model is ill posed in the sense that it admits non-unique solutions. We investigate what consequences this non-uniqueness has on the numerical solution of the model. The main novelty in this article is our proposal of a certain substitution which removes the ill-posedness from the system and which leads to better numerical results than some “ad hoc methods.” We think that the proposed substitution is a rather elegant way to get rid of the non-uniqueness and the numerical difficulties and is much less technical than other ideas. As a proof of concept, we present some numerical tests and simulations for the new model.

scholarly journals AODV-UI Proof of Concept on MIPS-based Wireless Router

2014 ◽  
Vol 10 (1) ◽  
pp. 14
Author(s):  
B. Anantasatya Adhi ◽  
Ruki Harwahyu ◽  
Abdusy Syarif ◽  
Harris Simaremare ◽  
R. Fitri Sari ◽  
...  
Keyword(s):  
Routing Protocol ◽  
Network Performance ◽  
Ad Hoc ◽  
Delivery Ratio ◽  
Proof Of Concept ◽  
Mobile Nodes ◽  
Media Access ◽  
Wireless Router ◽  
Hardware Configuration ◽  
Aodv Routing Protocol

AODV routing protocol facilitates changing and simple-to-setup network environment. It helps setting up a network without sufficient infrastructure, such as in disaster area. Development of AODV protocol has gathered a worldwide research interest. However, not many researches implement AODV routing protocol in real mobile nodes and real MANET. In addition, real implementation deals with other works concerning underlying protocol, firmware and hardware configuration, as well as detailed topology both in logical and physical arrangement. This work aims to implements Ad-hoc On-demand Distant Vector – particularly University of Indonesia AODV (AODV-UI) routing protocol on low-end inexpensive generic wireless routers as a proof of concept. AODV-UI is an improved version of AODV routing protocol that implements gateway interconnection and reverse route capability. This routing protocol has been previously successfully tested in NS-2. In this work, current AODV-UI protocol is ported to OpenWRT + MIPS (Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages) little endian architecture then tested on the real networking environment. Underlying media access layer is also altered to provide the protocol greater control over the network. Performance of this implementation is measured in terms of energy consumption, routing overhead, end-to-end delay, protocol reliability and packet delivery ratio.

scholarly journals Προσαρμοστική επιδημική διάδοση σε ασύρματα αδόμητα δίκτυα

2018 ◽  
Author(s):  
Θεοφάνης Κοντός
Keyword(s):  
Quality Of Service ◽  
Ad Hoc ◽  
Proof Of Concept ◽  
One Stage ◽  
Look Ahead ◽  
Cross Layering

Το αντικείμενο της έρευνας αυτής είναι η επιδημική διάδοση (epidemic dissemination)πληροφορίας σε ασύρματα αδόμητα (ad hoc) δίκτυα με προσαρμοστικό τρόπο. Στό-χοι είναι η συμφιλίωση των απαιτήσεων για ευρεία διάδοση της πληροφορίας και γιαμειωμένο ενεργειακό κόστος, η εκτίμηση μιας βέλτιστης λύσης του προβλήματος αλ-λά και η επίτευξη της βέλτιστης απόδοσης στους εν λόγω τομείς με υψηλής ποιότηταςπληροφορία.Η προσαρμοστική επιδημική διάδοση (Π.Ε.Δ.) σε αδόμητα δίκτυα σε θορυβώδες περι-βάλλον είναι πρόβλημα με πολλές παραμέτρους.Με τη χρήση της διαστρωμάτωσης (cross-layering) με βάση την επίγνωση κατάστασηςκαναλιού μπορούν να κατασκευαστούν σχήματα προσαρμοστικής διάδοσης, τα οποίαεξοικονομούν ενέργεια διατηρώντας ταχεία και αποτελεσματική διάχυση πληροφορίαςή μόλυνση του δικτύου, σύμφωνα με την ορολογία της επιδημικής διάδοσης [1].Αυτού του είδους η αντιμετώπιση [1] είναι αναδραστική. Μπορεί όμως να σχεδιαστείμια εκδοχή σχημάτων με πρόβλεψη η οποία χρησιμοποιεί συναρτήσεις οφέλους για τηνπροσαρμογή των χαρακτηριστικών εκπομπής. Η προτεινόμενη λύση είναι μια απόδει-ξη της αρχής λειτουργίας (proof of concept, PoC) αυτής της ιδέας. Με την αντιμετώπισηαυτή εξοικονομείται ενέργεια ενώ και η διάχυση πληροφορίας είναι επιτυχής [2].Το πιο πάνω σχήμα μπορεί να ενισχυθεί με τη χρήση βελτιστοποίησης. Ελέγχονταςποια προσαρμογή είναι η πλέον σύμφορη σε κάθε χρονική στιγμή όπως στο [2], επι-τυγχάνεται μια έστω και «μυωπική» ορατότητα στο άμεσο μέλλον. Με τη χρήση τηςθεωρίας βέλτιστης παύσης (β.π.) μπορεί να αποκτηθεί καλύτερη ορατότητα σε βάθοςχρόνου και να προσεγγιστεί η βελτιστοποίηση. Η πραγματική βελτιστοποίηση εξαρτά-ται από την ικανοποίηση συνθηκών β.π. Αν αυτές δεν ικανοποιούνται πλήρως, τότεκαι οι αποκτώμενες λύσεις δεν είναι κατ’ ανάγκη βέλτιστες. Αυτό φαίνεται στην [3] μετη χρήση του κανόνα β.π. (one-stage-look-ahead, 1sla). Μπορεί να επιτευχθεί βελτί-ωση σε σχέση με μη προσαρμοστικές λύσεις ως προς την εξοικονόμηση ενέργειας. Ηευρεία μόλυνση του δικτύου εξακολουθεί να επιτυγχάνεται [3].Εξετάζεται στη συνέχεια ως πρόβλημα Π.Ε.Δ. ο χρονοπρογραμματισμός τακτικών εκ-πομπών. Η βελτιστοποίηση προσεγγίζεται με τη μετάβαση από αυστηρά περιοδικέςεκπομπές σε πλησιοπεριοδικό καθεστώς. Ο χρονοπρογραμματισμός πραγματοποιεί-ται με τη βοήθεια των ιδίων εργαλείων, δηλαδή διαστρωματικές συναρτήσεις οφέλουςκαι χρήση μηχανισμού β.π. Το πρόβλημα αυτό μοντελοποιείται ως κλασικό πρόβλημαγραμματέως, στο οποίο η χρήση β.π. προσφέρει βελτιστοποίηση. Σε σχέση με σχή-ματα χωρίς β.π. [2] και με μη προσαρμοστικά το σχήμα αυτό είναι αποδοτικότερο στηνεξοικονόμηση ενέργειας και επιτρέπει εξ ίσου επιτυχημένη μόλυνση του δικτύου. Είναιδυνατόν να συνυπολογιστεί και το ενεργειακό κόστος απόκτησης πληροφορίας κατά-στασης καναλιού (ΠΚΚ). Με τη βοήθεια αυτού του σχήματος, το δίκτυο συγκλίνει σεκατάσταση στην οποία το κόστος διάχυσης είναι σημαντικά ελαττωμένο ενώ σημαντικόποσοστό του εναπομένοντος κόστους οφείλεται στην ανάκτηση ΠΚΚ ([4]). Οι ακριβείςσυσχετισμοί εξαρτώνται από τις παραμέτρους του προβλήματος [4].Περαιτέρω θίγεται η δυνατότητα βελτίωσης της ποιότητας πληροφορίας με την αξιο-ποίηση σχημάτων σαν αυτό της [4]. Αρχικά θεωρείται ως ποιότητα η νεότητα της δια-χεόμενης πληροφορίας. Προτείνεται προσαρμογή των χαρακτηριστικών εκπομπής μεβάση τη νεότητα της μολύνουσας πληροφορίας με στόχο τη βελτίωση της μέσης ηλικί-ας της μολύνουσας τους κόμβους πληροφορίας. Με τον τρόπο αυτό εισάγεται η ιδέατης προσαρμογής των χαρακτηριστικών εκπομπής με βάση το περιεχόμενο της ίδιαςτης φερόμενης πληροφορίας.Ο μετριασμός των ευρυεκπομπών κατά τη φάση ανακάλυψης μονοπατιού στα πρω-τόκολλα δρομολόγησης είναι ένας ακόμη ελκυστικός στόχος και αντιμετωπίζεται σταπλαίσια του πρωτοκόλλου AODV. Εδώ αναδεικνύεται ο ανταγωνισμός μεταξύ εξοικο-νόμησης ενεργειακού κόστους και ταχείας εύρεσης πληροφορίας δρομολόγησης. Σεμια απόπειρα επέκτασης της τεχνικής στην εκπομπή της ίδιας της δρομολογούμενηςπληροφορίας (των δεδομένων δηλαδή), μεταπίπτουμε σε περιβάλλον μονοεκπομπών(unicast). Εδώ, ο μετριασμός εκπομπών μπορεί να έχει σοβαρές συνέπειες στη μετά-δοση πληροφορίας και καταδεικνύεται η ανάγκη εξέτασης του προβλήματος με τη βο-ήθεια μετρικών που εκφράζουν την έννοια της ποιότητας υπηρεσίας (quality of service,QoS) και κατ’ επέκταση της ποιότητας της πληροφορίας.Το εξεταζόμενο πρόβλημα χρονοπρογραμματισμού με την πρόσθετη νέα απαίτησηςτης βελτίωσης της ποιότητας πληροφορίας μπορεί να διατυπωθεί αυστηρά ως πρό-βλημα βέλτιστης παύσης με πεπερασμένο γνωστό ορίζοντα.Η ποιότητα πληροφορίας μπορεί να ορίζεται με βάση ιδιότητές της (όπως η νεότηταπου αναφέρθηκε) ή παραμέτρους του πρωτοκόλλου στα πλαίσια του οποίου γίνεται ηδιάχυσή της, όπως το TTL (time-to-live) στην περίπτωση του AODV.Έτσι η ποιότητα πληροφορίας αναδεικνύεται σε μια τρίτη συνιστώσα πέρα από το ε-νεργειακό κόστος και το ποσοστό μόλυνσης, η οποία λαμβάνει μέρος στον υπό εξέτασηαναδυόμενο ανταγωνισμό. Ανάλογα με την οριζόμενη ποιότητα πληροφορίας είναι δυ-νατή η εύρεση συμβιβασμού μεταξύ των τριών αυτών απαιτήσεων.

scholarly journals Massive scalar field perturbation on Kerr black holes in dynamical Chern–Simons gravity

2021 ◽  
Vol 81 (5) ◽  
Author(s):  
Shao-Jun Zhang
Keyword(s):  
Black Holes ◽  
Black Hole ◽  
Scalar Field ◽  
Massive Scalar ◽  
Coupling Constant ◽  
Field Mass ◽  
Field Perturbation ◽  
Massive Scalar Field ◽  
Kerr Black Holes ◽  
Chern Simons

AbstractWe study massive scalar field perturbation on Kerr black holes in dynamical Chern–Simons gravity by performing a $$(2+1)$$ ( 2 + 1 ) -dimensional simulation. Object pictures of the wave dynamics in time domain are obtained. The tachyonic instability is found to always occur for any nonzero black hole spin and any scalar field mass as long as the coupling constant exceeds a critical value. The presence of the mass term suppresses or even quench the instability. The quantitative dependence of the onset of the tachyonic instability on the coupling constant, the scalar field mass and the black hole spin is given numerically.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document