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Nambu-Jona-Lasinio模型中强磁场下QCD物质的研究

2020-12-02阅读(335)

Nambu-Jona-Lasinio模型中强磁场下QCD物质的研究

论文摘要

众所周知,自然界的致密星物质和相对论重离子实验中都存在着非常强的磁场。这样的强磁场势必会对强相互作用物质的性质产生重要影响。最近为了在NJL模型中解释格点QCD发现的反磁催化效应,人们提出了磁场或磁场和温度依赖的跑动耦合常数G’（B）/G’（eB,T）。因此,研究强磁场下跑动耦合常数对强相互作用物质的影响是十分有意义的。本文主要内容包括四个方面:磁效应和热效应对夸克物质的影响,磁场和温度依赖的跑动耦合常数对QCD物质性质的影响,由标量和瞬子诱导相互作用实现的同位旋不对称QCD物质,强磁场下真空极化效应对点电荷库仑势的修正。在NJL模型中,我们利用磁场依赖的跑动耦合常数G’（eB）研究了零温和有限温度下夸克物质的稳定性。主要讨论了磁效应与热效应的竞争性,即强磁场会使得夸克处于最低朗道能级而较高的温度则会使夸克从最低朗道能级激发到较高能级,最终使得磁场效应变得不明显。但研究发现零温时,跑动耦合常数情形的磁化夸克物质比固定耦合常数的更稳定。为了获得一个全面的QCD相图,强磁场下相结构显得尤为重要。我们首先研究了零磁场时固定耦合G0和跑动耦合G’（T）两种情形物质的热力学量,发现当耦合常数随温度跑动时具有更小的夸克动力学质量。其次,研究了磁场和温度依赖的跑动耦合常数G’eB,T)对QCD平滑过渡（Crossover transition）区域贋临界温度Tpc的影响。我们指出当耦合常数随温度变化时,传统上获得Tp的两种判据dM/dT和dφ/dT不再等价,且两者满足一个解析关系式;通过这两种判据所获得的Tpc之间的差异随着磁场的增强而变得明显。在自然界中,同位旋一般是不对称的。我们研究了强磁场中由标量相互作用和瞬子诱导相互作用实现的同位旋不对称物质。由于u,d夸克所带电荷量不同导致简并因子|qiB|不同进而导致其粒子数密度不相等;因此将夸克动力学质量相等近似地认为是强磁场下的同位旋对称。同位旋对称性可以通过调节瞬子诱导相互作用参数α来改变。我们发现,随着α的增加,u夸克质量减小,而d夸克质量增加。但在非零化学势和非零同位旋化学势情况下,对于最大不对称参数α=0仍会在某一临界温度Ts处满足同位旋对称;而且这个临界温度Ts随着磁场强度的增强向高温区（手征恢复相）移动。极端条件下的动力学特征是当前量子场论研究的热点课题。我们主要阐述了强磁场下相互作用势各向异性的特点,以及通过计算坐标空间的势函数研究了真空极化效应对库仑作用的修正。

论文目录

  • 中文摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 引言
  •   1.1 基本粒子与量子场理论
  •   1.2 量子色动力学及其相图
  •   1.3 相对论重离子对撞
  •   1.4 致密星
  •   1.5 强磁场的来源
  •   1.6 磁催化和反磁催化
  •   参考文献
  • 第二章 模型介绍
  •   2.1 袋模型
  •   2.2 Nambu-Jona-Lasinio模型
  •     2.2.1 SU（2）NJL模型的拉氏密度
  •     2.2.2 SU（2）NJL模型中的平均场近似
  •     2.2.3 SU（2）NJL模型中夸克动力学质量
  •     2.2.4 SU（2）NJL模型中的热力学势
  •     2.2.5 强磁场中的单粒子能量
  •     2.2.6 NJL模型中的跑动耦合常数
  •     2.2.7 模型参数
  •   2.3 Polyakov-Nambu-Jona-Lasinio模型
  •   参考文献
  • 第三章 有限重子数密度下磁效应和热效应对夸克物质的影响
  •   3.1 SU（2）NJL模型中磁化的夸克物质的热力学
  •   3.2 数值结果与讨论
  •   3.3 本章小结
  •   参考文献
  • 第四章 温度和磁场依赖的耦合常数对QCD物质性质的影响
  •   4.1 SU（2）NJL模型中的热力学
  •     4.1.1 零磁场下SU（2）NJL模型中的热力学
  •     4.1.2 强磁场下SU（2）NJL模型中的热力学
  •   4.2 数值结果与讨论
  •     4.2.1 零磁场
  •     4.2.2 强磁场
  •   4.3 本章小结
  •   参考文献
  • 第五章 强磁场下同位旋不对称的QCD物质
  •   5.1 SU（2）NJL模型中的热力学
  •     5.1.1 零化学势（μ=0）下的热力学
  •     5.1.2 非零化学势（μ≠0）下的热力学
  •   5.2 数值结果与讨论
  •     5.2.1 零化学势（μ=0）
  •     5.2.2 非零化学势（μ≠0）
  •   5.3 本章小结
  •   参考文献
  • 第六章 强磁场下真空极化效应对类氢原子库仑作用的影响
  •   6.1 强磁场下QED光子完全传播子
  •   6.2 强磁场下真空极化效应对库仑势的修正
  •   6.3 本章小结
  •   参考文献
  • 第七章 总结与展望
  • 攻读学位期间取得的研究成果
  • 致谢
  • 个人简况及联系方式

    • 文章来源

    类型: 博士论文

    作者: 杨丽

    导师: 温新建

    关键词: 强磁场,模型,手征相变,跑动耦合常数,真空极化

    来源: 山西大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 物理学

    单位: 山西大学

    分类号: O572.2

    DOI: 10.27284/d.cnki.gsxiu.2019.000001

    总页数: 117

    文件大小: 5327K

    下载量: 43

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