Z(3)对称性及其破缺与夸克退禁闭的研究

论文摘要

夸克退禁闭相变一直是粒子物理、核物理研究的前沿和热点。对于SU（3）纯规范理论,高温下的退禁闭相变对应Z（3）对称性的自发破缺。但在量子色动力学（QCD）中,Z（3）对称性因动力学夸克的出现而明显破缺。目前,Z（3）对称性的破缺与QCD退禁闭相变的关系尚不清楚。对于三种味道夸克等质量情形,若各个味道的虚化学势成等差数列且公差为i2πT/3,则该“类QCD理论”具有严格的Z（3）对称性,即所谓Z（3）-QCD。本文基于具有Z（3）对称性的有效Z（3）-QCD模型,即Polyakov-loop extended NJL（PNJL）模型,通过破缺中心对称性来研究Z（3）对称性破缺与退禁闭相变的关系。Z（3）-QCD的Z（3）对称性有两种破缺模式:（l）改变不同味道虚化学势间i2πT/3的公差;（2）破坏三种味道夸克质量简并。Z（3）对称性破缺时,高温下三个Z（3）部分对应的QCD有效势会发生分离,从而引起Roberge-Weiss（RW）相变,而RW相变会对退禁闭相变产生影响,因此RW相变对研究退禁闭相变具有重要意义。本文分别讨论第一、二种Z（3）对称性破缺模式及两种模式并存时,相应的RW相变及其对退禁闭相变的影响。研究中,我们引入了味道依赖的虚化学势（μu,μd,μs,）/iT=（θ-2Cπ/3,θ,θ+2Cπ/3）,（C∈[0,1]）。对于第一种情况,RW 相变发生在θ=（2k+1）π/3,（k∈Z）处,这类似于传统的RW相变;参数C越接近0,Z（3）对称性破缺程度越大,所产生的RW相变对退禁闭相变影响越大,且退禁闭相变逐渐从一级相变退化为连续过渡。对于第二种情况,RW相变发生在θ=2kπ/3处。而且,当奇异夸克与轻夸克的质量差异增大时,退禁闭相变仍为一级相变。这表明,相较于第一种破缺模式,第二种破缺模式对Z（3）对称性的破缺程度较小,不足以产生连续过渡的退禁闭相变。当两种破缺模式并存时,随着参数C从1变到0,RW相变点的位置会发生平移,进而导致相图中退禁闭相变线的平移。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
•   1.1 研究背景
•   1.2 论文组织
• 第2章 QCD基础理论及其相变
•   2.1 QCD拉氏量的对称性
•     2.1.1 QCD经典拉氏量
•     2.1.2 手征对称性
• c）中心刊对称性'>    2.1.3 Z（N_c）中心刊对称性
•     2.1.4 QCD真空结构和手征对称性自发破缺
•   2.2 非微扰QCD
•     2.2.1 格点QCD
•     2.2.2 三种味道的NJL模型
•   2.3 QCD相变
•     2.3.1 手征相变
•     2.3.2 夸克禁闭-退禁闭相变
•     2.3.3 QCD相结构
• c）-QCD'>第3章 虚化学势下的QCD和Z（N_c）-QCD
•   3.1 虚化学势的引入及RW周期
•   3.2 RW相变及相图
•   3.3 推广的Z（3）对称性
• c）-QCD'>  3.4 Z（N_c）-QCD
• c）-QCD的符号问题'>  3.5 Z（N_c）-QCD的符号问题
• 第4章 Z（3）-QCD中心对称性破缺下的RW相变及退禁闭相变
•   4.1 （2+1）味道的PNJL模型及参数
•   4.2 Z（3）对称性破缺对退禁闭相变的影响
•   4.3 味依赖化学势的选取
•   4.4 Z（3）对称性下的热力学势
•   4.5 三简并味道且C≠1
•     4.5.1 RW相变
•     4.5.2 RW相变对退禁闭相变的影响
•   4.6 （2+1）味道且C=1
•     4.6.1 RW相变
•     4.6.2 夸克凝聚和Polyakov-loop
•     4.6.3 夸克取物理质量时的热力学势与味对称
•     4.6.4 RW相变对退禁闭相变的影响
•   4.7 （2+1）味道且C≠1
• 第5章 结论与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李秀飞

导师: 张昭

关键词: 量子色动力学,对称性破缺,退禁闭相变,相变,模型

来源: 华北电力大学(北京)

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 物理学

单位: 华北电力大学(北京)

基金: 国家自然科学基金面上项目“从真空拓扑结构的视角研究退禁闭和手征相变的关系”(No.11875127),“三种味道夸克物质的晶体型手征破缺模式及其唯象学意义”(No.11275069)

分类号: O572.33

DOI: 10.27140/d.cnki.ghbbu.2019.001169

总页数: 54

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