电场背景下的手征相变

作     者：黄俊文 

作者单位：辽宁师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：岳崇兴;陈建兴

授予年度：2020年

学科分类：07[理学] 070202[理学-粒子物理与原子核物理] 0702[理学-物理学] 

主      题：NJL模型 OPT方法 手征相变 电场 有限温度和化学势 

摘      要：研究量子色动力学(QCD)物质对深入理解强相互作用的性质至关重要,有限温度和化学势下强相互作用物质的性质是粒子物理领域的重要课题。近年来,由于在重离子对撞实验中可能产生强电磁场,电磁场的影响也成为人们讨论的热点问题。人们对磁场背景下强相互作用物质的性质进行了广泛研究,但对在有限温度和化学势的情况下,电场对强子物质影响的研究较少,因此需要深入探讨。鉴于量子色动力学存在颜色禁闭而导致在低能区微扰论无法应用,在低能区人们通常采用有效模型或格点QCD进行研究。格点QCD方法基于第一原理,是处理非微扰问题的重要手段。但当化学势不为零时,由于存在符号问题导致它的使用面临巨大困难。有效模型(如NJL模型)可以不同程度上看成是QCD的低能有效理论,由于计算相对容易,在零温度及有限温度(和/或化学势)的情况下都得到了广泛的应用。由于NJL模型以夸克为自由度,并具有手征对称性自发破缺这一QCD理论的重要性质,所以采用该模型研究手征相变是非常方便的;此外,结合了Polyakov圈的PNJL模型,还能够用于研究退禁闭相变。使用有效模型进行计算时,往往也需要采用微扰方法。例如对于NJL模型,最低级近似是平均场近似,超出平均场近似的微扰方法通常也比较复杂。本论文中采用的最优化微扰论(OPT)方法是一种重要的计算技术,它本质上是一种变分方法,力图通过较低阶的微扰计算而计入部分高阶微扰效应。本论文对匀强电场背景下的手征相变进行研究,同时考虑了温度和化学势对手征相变的影响。我们采用了两味道的NJL模型,并通过使用OPT方法考虑了超出平均场的近似。计算结果表明,随着电场的增强:(1)夸克的有效质量和夸克凝聚减小,系统从手征对称性自发破缺相连续转变为手征对称性恢复相;(2)u,d夸克凝聚的劈裂变大;(3)有效质量和夸克凝聚对化学势和温度的敏感性降低。OPT方法的使用没有改变相变的定性行为。