Emergent gravity: the BEC paradigm

Abstract

We study selected aspects of quantum gravity phenomenology inspired by the gravitational analogy in Bose–Einstein condensates (BECs). We first review the basic ideas and formalism of analogue gravity in BECs, with particular emphasis on the possibility of simulating black holes. We stress that the dispersion relation in a BEC has a relativistic form in the hydrodynamic limit, and acquires non-relativistic, ‘superluminal’ modifications at high frequencies. This makes it a particularly interesting model for many scenarios of quantum gravity phenomenology which consider a possible violation of local Lorentz invariance at high energies. In particular, it allows the study of kinematical corrections that such quantum gravity scenarios could impose on general relativity.Estudiamos algunos aspectos de la fenomenología de la gravedad cuántica, inspirados por la analogía gravitatoria en condensados de Bose–Einstein (CBE). Primero, repasamos las ideas básicas y el formalismo de la gravedad análoga en CBE, con énfasis particular en la posibilidad de simular agujeros negros. Hacemos hincapié en el hecho que la relación de dispersión en un CBE tiene una forma relativista en el límite hidrodinámico, y adquiere correcciones no-relativistas de tipo ‘superlumínicas’ a altas energías. Esto convierte los condensados en un modelo de particular interés para muchos escenarios de fenomenología de la gravedad cuántica que consideran una posible violación de la invariancia Lorentz local a altas energías, y permite estudiar las correcciones cinemáticas que un escenario de gravedad cuántica de este estilo podría imponer a la relatividad general.