手征化学势下的手征相变研究

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研究强相互作用物质的相变是粒子物理学的重要课题,对于深入理解强相互作用的性质,研究早期宇宙、致密恒星和相对论重离子碰撞实验中的现象具有重要意义。量子色动力学(QCD)作为描述强相互作用的基本理论,是粒子物理标准模型的重要组成部分。QCD相图是理解有限温度和化学势下QCD临界行为的关键。理论上,研究QCD相图需要处理低能量状态下的强相互作用,而考虑到所涉及的强耦合,计算非常困难。采用格点QCD模拟或有效模型处理低能强相互作用是常用的方法。Nambu-Jona-Lasinio(NJL)模型就是最广泛使用的有效模型之一,该模型为手征对称性自发破缺的形成提供了一种机制,并被广泛用于描述有限温度和/或密度下的手征对称性恢复。在夸克胶子等离子体相的高温下,具有非零绕数的胶子组态能够以相对较高的几率产生,从而产生局域手征不平衡,这时引入手征化学势是方便的,它与手征粒子数耦合。在格点模拟时,手征化学势不会产生重子化学势导致的符号问题,使格点模拟得以顺利进行。因此研究手征化学势下强物质的相变对深入理解QCD的相结构具有重要意义。本论文采用两味道的NJL模型研究了有限温度下手征化学势对手征相变的影响,并考虑了引入均匀外磁场的情况。在研究过程中,我们使用了三维动量截断这一正规化方案,通过解质量隙方程给出夸克有效质量随相关量的变化情况,从而得到相变的临界点。结果表明:手征化学势的增强会导致临界化学势不断减小,临界温度先增加后减小,这反应了手征化学势对手征对称性破缺的催化和逆催化效应;磁场的增强会导致临界温度、临界化学势及临界手征化学势增大,强化了手征对称性破缺。此外,我们也简单地讨论了有限体积效应。
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