[:is]Doktorsvörn — Aruna Rajagopal[:en]Doctoral defence — Aruna Rajagopal[:]

[:is]

Hvenær: 21. maí 2021 13:00 til 15:00
Hvar: Askja, stofa 132

Vörninni verður streymt

Doktorsefni: Aruna Rajagopal

Heiti ritgerðar: Vökvaaflfræði utan varmajafnvægis frá sjónarhóli samhverfu (Out of equilibrium hydrodynamics with and without boost symmetry)

Andmælendur:
Dr. Giuseppe Policastro, prófessor við Laboratoire de Physique Théorique, Ecole Normale Superieure, París
Dr. Koenraad Schalm, prófessor við Instituut Lorentz, Universiteit Leiden, Hollandi

Leiðbeinandi: Dr. Lárus Thorlacius, prófessor við Raunvísindadeild Háskóla Íslands

Einnig í doktorsnefnd:
Dr. Valentina Giangreco M. Puletti, prófessor við Raunvísindadeild Háskóla Íslands
Dr. Þórður Jónsson, prófessor við Raunvísindadeild Háskóla Íslands
Dr. Jelle Hartong, lektor við University of Edinburgh, Skotlandi

Doktorsvörn stýrir: Dr. Einar Örn Sveinbjörnsson, prófessor og deildarforseti Raunvísindadeildar Háskóla Íslands

Ágrip
Ritgerðin fjallar um bæði afstæðilega og sígilda vökvaaflfræði frá sjónarhóli samhverfu. Byrjað er á að kanna afstæðilega segulstraumfræði (e. magnetohydrodynamics), sem lýsir víxlverkun rafhlaðins straumefnis við rafsegulsvið Maxwells, og skoðað tilfellið þegar efnisþéttleiki og hitastig eru nógu lág til að kerfið sé segulmiðað (e. force free electrodynamics). Þá er þrýstingur vegna segulsviðsins ráðandi miðað við þrýstinginn frá straumefninu. Í þessu markgildi má setja kenninguna fram á nýstárlegan hátt, þar sem svonefnd formsamhverfa (e. higher form symmetry) er í aðalhlutverki, og bera saman við eldri fræði. Með því að styðjast við þyngdarfræðilega heilmyndun (e. holographic duality) má reikna út dempun rafsviðs í straumefninu, bæði samsíða og þvert á segulsviðið, og staðfesta að engar langlífar örvanir séu til staðar í segulmiðuðu kerfi og því óhætt að treysta niðurstöðum vökvaaflfræðinnar.
Síðari hluti ritgerðarinnar fjallar um varmafræði og vökvaaflfræði fyrir sterkt víxlverkandi skammtakerfi með Lifshitz-skölun. Kannaður er orkuflutningur utan varmajafnvægis í slíkum kerfum í kjölfar þess að varmageymar við mismunandi hitastig eru leiddir saman. Kerfið leitar í ástand með stöðugu orkustreymi í gegnum rými sem umlykur samskeytin milli varmageymanna. Þetta rými vex með tímanum og er afmarkað af tveimur bylgjum á útleið, sín í hvora átt frá samskeytunum. Niðurstaðan er í góðu samræmi við eldri útreikninga fyrir afstæðilega vökvaaflfræði. Þyngdarfræðileg heilmyndun gefur einnig innsýn í ýmsa varmafræðilega eiginleika skammtakerfa með Lifshitz-skölun og í ritgerðinni er stuðst við útreikninga í ákveðnu þyngdarfræðilíkani, sem gefist hefur vel í fyrri rannsóknum á þessu sviði.

Um doktorsefnið
Aruna Rajagopal er fædd í Nýju Delhi í Indlandi. Hún lauk B.Sc. prófi í eðlisfræði frá St. Stephen College (University of Delhi) árið 2011 og M.Sc. gráðu í eðlisfræði frá Indian Institute of Technology Madras árið 2013. Eftir það flutti hún til Kanada þar sem hún tók meistarapróf í kennilegri eðlisfræði við Perimeter Institute í Ontario vorið 2014. Að prófi loknu vann hún um skeið að rannsóknum í lífrænni eðlisfræði (e. theoretical biophysics) við University of Waterloo en flutti síðan aftur til Indlands og starfaði við rannsóknir í kennilegri öreindafræði við Centre for High Energy Physics í Bangalore. Hún hóf doktorsnám við Háskóla Íslands í lok árs 2016. [:en]

When: Fri, 21/05/2021 – 13:00 to 15:00
Where: Askja: Room 132

The defence will be streamed live

Ph.D. student: Aruna Rajagopal

Dissertation title: Out of equilibrium hydrodynamics with and without boost symmetry

Opponents:
Dr. Giuseppe Policastro, Professor at Laboratoire de Physique Théorique, Ecole Normale Superieure, Paris, France
Dr. Koenraad Schalm, Professor at the Instituut Lorentz, Universiteit Leiden, Netherlands

Advisor: Dr. Lárus Thorlacius, Professor at the Faculty of Physical Sciences, University of Iceland

Doctoral committee:
Dr. Valentina Giangreco M. Puletti, Professor at the Faculty of Physical Sciences, University of Iceland
Dr. Þórður Jónsson, Professor at the Faculty of Physical Sciences, University of Iceland
Dr. Jelle Hartong, Lecturer at the University of Edinburgh, Scotland

Chair of Ceremony: Dr. Einar Örn Sveinbjörnsson, Professor and the Head of the Faculty of Physical Sciences, University of Iceland

Abstract:
In this thesis, we explore the role of symmetries in hydrodynamics by studying certain properties of relativistic and non-relativistic fluids.
In the first part of the thesis, we examine the theory of relativistic magnetohydrodynamics (Maxwell electromagnetism coupled to hydrodynamics) and its low temperature incarnation, force-free electrodynamics, reformulated in the language of higher-form symmetries and discuss the advantages of such a scheme. Using this framework, we analyse the regime of validity of force-free electrodynamics by evaluating the lifetime of the non-conserved electric field operator via a holographic model sharing the same global symmetries as that of a plasma. We are able to explicitly calculate the lifetime of the electric field, both parallel and perpendicular to the magnetic field, and find that there are indeed no long-lived modes that interfere with a hydrodynamic description of force-free electrodynamics.
In the second part of the thesis, we study the thermodynamic properties of non-relativistic Lifshitz fluids with an arbitrary dynamic exponent z (encoding the anisotropy in the scaling of time and space coordinates). We study energy transport in such fluids far from equilibrium after performing a local quench between two semi-infinite fluid reservoirs. We find that the late time energy flow is universal and accommodated via a steady state occupying an expanding central region between outgoing shock and rarefaction waves (a non-equilibrium steady state), as seen previously for relativistic scale invariant fluids. Armed with an equation of state for a perfect Lifshitz fluid with an arbitrary z and moving with a velocity v, we proceed to study its holographic dual using the well-established Einstein-Maxwell-Dilaton model. We find that the fluid velocity appears as the chemical potential, conjugate to the dual kinetic mass density and the solutions represent a physically distinct class of black branes possessing a linear momentum, different from boosting a static brane.

About the doctoral candidate:
Aruna Rajagopal was born in New Delhi, India, where she completed her high school diploma in 2008 and BSc in Physics (Hons) from St. Stephen’s College (University of Delhi) in 2011. She received her MSc degree in Physics from IIT Madras in 2013. She then moved to Canada where she received a master’s degree in theoretical physics from Perimeter Institute in 2014 and completed a one-year research project in theoretical biophysics from the University of Waterloo. After working as a research assistant in the Centre for High Energy Physics in Bangalore in 2016, she moved to Iceland to pursue a PhD degree in November 2016.

[:]