热φ4理论中的剪切粘滞系数在临界点附近的变化

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在相对论重离子碰撞实验中,产生的热密物质夸克胶子等离子体(QGP)从非平衡态达到平衡态,需要经历一系列输运过程,同时伴随着强子化过程。粘滞现象是输运过程中的普遍现象,剪切粘滞系数是描述粘滞现象的重要物理量,它在相变临界点附近的变化具有重要的研究价值,如确定夸克胶子等离子体的流体性质,用来寻找临界点的位置等。剪切粘滞系数与熵密度的比值η/s具有无量纲性和普适性,在当前的文献中被广泛研究。  本文基于有限温度场论理论框架,针对热φ4理论中具有自发对称性破缺性质的等离子体热密物质,研究了等离子体的剪切粘滞系数在临界温度附近的变化。我们首先分别检查了热φ4理论中剪切粘滞系数和熵密度对系统温度和耦合常数的依赖。参考以往文献[6]关于对称性自发破缺标量场等离子体阻尼率的研究,给出了等离子体质量和耦合常数的Wilson重整化群方程。数值求解该方程,我们得到等离子体跑动耦合常数在临界区域的特征行为。  数值结果表明,若不考虑耦合常数随温度的跑动,那么在温度趋近临界点时,η/s为一常数。如果采用Wilson重整化群方程给出的耦合常数在临界温度区域的跑动行为。热场理论的等离子体在冷却至相变点的过程中,其剪切粘滞系数与熵密度的比值不断增大。这意味着在热标量场中,从自发对称性破缺的恢复(T>Tc)到自发对称性破缺(T<Tc)的相变过程中,等离子体流体层与层之间粘滞力越来越大,即等离子剪切粘滞性临界增强。当前对于高能重离子碰撞中喷注淬火现象的研究中,有观点认为喷注的能量损失在QGP冷却到临界点附近可能出现异常增强的现象。本文关于等离子体剪切粘滞性临界增强的结论,可能对喷注淬火的研究有借鉴作用。
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