王殿夫[1]2004年在《QCD真空的动力学模型与夸克禁闭》文中研究指明众所周知,对称性破缺与夸克禁闭问题是理论物理中悬而未决的两大疑难。而要解决这两个疑难,都有必要求助于物理真空的动力学。本文的目的就是针对这些问题作一些尝试性的研究,并提出一些初步的见解。本论文共计四章,论文的前两章对真空与对称性破缺问题进行了较为系统的介绍,并着重地介绍了对称性的动力学破缺机制:包括等效势理论、NJL机制和Schwinger机制。作为应用具体研究了超对称Higgs模型和超规范对称性模型的动力学破缺问题。论文的第叁章,对量子色动力学进行了简要的回顾,同时对强相互作用的唯象模型,特别是非拓扑孤立子模型进行了较详细的介绍。第四章,首先将动力学物理真空以一种零质量标量场的方式引入到一个简单的QCD模型中来,并将其与NJL机制相结合,研究了对称性的动力学破缺问题,证明了物理真空是一种山夸克——反夸克对的凝聚所形成的抗色介质的结论。其次,在树图近似下,推导出了关于色规范场的真空期待值与标量场的真空期待值之间的一个重要关系式,并在此关系式的基础上,通过求解标量场的解而间接地给出了色规范场的解。出这种方式所给出的解析的规范势提供了一种解释渐近自由与夸克禁闭的可能性。最后利用有限温度场论,讨论了在高温度下夸克禁闭解除的可能性,并计算出了禁闭解除的可能的转变温度。
许明梅[2]2008年在《从强子物质到夸克物质的平滑过渡和瞬子末态的重建及其性质的研究》文中研究说明上世纪七十年代,李政道等人预言:通过高能重离子碰撞,有可能在空间中形成高温高密环境,使得强子物质的状态发生改变,生成由大量解除禁闭的夸克、反夸克和胶子组成的一种全新的物质形态,称为夸克胶子等离子体(Quark Gluon Plasma——QGP),夸克解除禁闭的过程伴随着真空的转变。这一预言,推动了相对论重离子碰撞的理论和实验研究,形成跨世纪物理学的一个主流。在目前的相对论重离子碰撞实验中,特别是在布鲁克海汶实验室的相对论重离子对撞机BNL/RHIC上,已经看到了在比强子体积大千倍的范围内出现的夸克胶子自由度。综合实验上的各个观测量的结果,理论界和实验界普遍认为,RHIC实验已经生成了一种强耦合的夸克胶子等离子体(strongly coupled Quark Gluon Plasma,缩写为sQGP)。强耦合QGP的发现是物理学发展中的一个有重大意义的进展。但是到现在为止,这一进展才刚开始,还远没有完成,特别是对于这一新物质形态的微观结构还完全不了解,有待理论上和实验上的进一步研究。有限温度格点规范理论给出的QCD相图是:在低温高重子化学势区,QGP和强子物质之间是一级相变;随着温度的升高和重子化学势的降低,一级相变曲线在临界点终止;在更高温度和更低化学势条件下,QGP和强子物质之间平滑过渡(crossover)。理论估计,在RHIC(以及将来的LHC)能区,净重子化学势低,从强子物质到QGP的转变是平滑过渡。本文首次指出:目前描述平滑过渡的模型违背了QCD的色禁闭这一原则性问题。通过分析发现,这类模型中存在的这一问题不是偶然的,而有着深刻的原因,和QCD真空的性质有直接联系。针对这一问题,本文提出了一条基本假设:强子的聚集有“气体型”和“分子型”两种。“气体型”的强子聚集表现为,多个强子聚集在一起以后形成一个大口袋,口袋里面是部分子,口袋与外界有分界面。这是一级相变的特征。目前的输运模型所采用的真空图象是气体型,它在描述平滑过渡时是违背色禁闭的,且气体型的真空图象得到的夸克物质是弱耦合的,不符合RHIC实验观察到的和格点QCD计算得到的强耦合QGP的图象。而在“分子型”聚集中,多个强子通过成键形成团,成键后的强子称为元胞,成键的两个元胞没有融合成一个大口袋,而是保留各自的独立性,像分子中的原子,故称之为分子型聚集。通过强子的分子型聚集形成葡萄状的夸克胶子等离子体(grape-shape QGP,缩写为gQGP)是从强子物质向夸克物质平滑过渡而不违背色禁闭的正确方式,所得到的QGP也才是强耦合的流体。葡萄状的夸克胶子等离子体gQGP是强耦合夸克胶子等离子体sQGP的一种存在形式,其意思是夸克物质存在的空间是葡萄状的。电磁作用能形成氢分子、水分子直到有机大分子是众所周知的,而强作用也能形成分子型结构是一个观念上的重大创新。我们首创地提出,通过分子型聚集形成葡萄状夸克物质gQGP。按照此图象,利用平滑过渡过程中夸克在强子之间公有化(delocalize)的动力学机制,构建了一个具有动力学基础的渗滤模型。强子间成键的本质是夸克对强子间势垒的隧穿。以此为基础,把一个与温度有关的变量作为成键的控制参量,定义了渗滤规则,建立了新的渗滤模型,成功地描述了和色禁闭相容的平滑过渡的整个过程,得到了平滑过渡开始、过渡结束和sQGP转化为wQGP叁者的温度比。本文还采用径向分布函数g(r)研究了平滑过渡过程中和gQGP形成时的物质形态,结果表明,系统向gQGP演化的过程中,表现出越来越明显的液态行为。而与这一液态行为对应的是夸克群之间由键联结的葡萄状微观结构。当温度进一步升高时,键断开,系统中的夸克以夸克群的形式存在于微扰真空中,类似于一些文献中假定sQGP中有带色的夸克束缚态的图象。本文的主要结论是:强子可以有分子型聚集,由此形成葡萄状夸克物质,是从强子物质到夸克物质平滑过渡的、和色禁闭相容的正确方式。为了具体展示这一结论,我们构建了一个简单模型(toy model)。这一模型显示上述结论是可以实现的。所得到的物理结果,在定性上并不依赖于所用的动力学和渗滤,而完全是“分子型聚集”这一基本假设的直接结果。夸克对势垒的隧穿可以用瞬子来描述。本文所构建的模型表明,夸克公有化或者称之为夸克隧穿,即瞬子,在QCD两相平滑过渡的过程中起了十分重要的作用。本文研究了瞬子末态的重建及其热平衡性质,给出了一种在蒙特卡罗研究中可以使用的最佳重建方法,由这一方法重建得到的瞬子末态表现出各向同性。本文首次提出的分子型聚集这一图象,是描述QCD的平滑过渡的正确方式。为了将这一定性的图象变为定量的描述,需要用到温度场论的工具。如何用温度场论描述元胞之间的隧穿,是一个必需首先解决的问题。进一步,把分子型聚集和气体型聚集相结合,给出一个统一的,既能描述平滑过渡,又能描述一级相变,并能把临界点的性质描绘出来的动力学模型,是值得进一步研究的课题。
佚名[3]2005年在《QCD真空的动力学模型与夸克禁闭》文中研究说明引言真空与对称性自发破缺对称性的动力学破缺量子色动力学与夸克禁闭动力学真空下的夸克禁闭及其在高温下的解除引言按照现在的物理理论,宇宙中存在叁种基本的相互作用:强相互作用;弱电统一相互作用;引力相互作用。描述这些相互作用的理论都是以对称性为基础的。然而大多
苗清[4]2017年在《关于量子色动力学解禁闭相变有效序参量的研究》文中研究表明当前量子色动力学(QCD)相变研究的难题之一是如何定量地来表征解禁闭相变。本文以Polyakov-loop enhanced NJL(PNJL)模型为基础,对有限温度以及同位旋化学势下对偶的物理量作为可能的QCD解禁闭相变有效序参量的合理性进行了深入探讨。我们发现最近由几位欧洲学者根据中心对称性提出并构造的对偶夸克凝聚,即Dressed Polyakov-loop(DPL)并不适于作为解禁闭相变的有效序参量。在我们的研究中,Polyakov-loop仍然被当做解禁闭相变的有效序参量。在有限同位旋化学势情形下,随温度的增加,存在手征恢复、解禁闭以及π介子凝聚消失三种相变。我们首先根据中心对称性,构建一种新的对偶物理量,即对偶的π凝聚(DPC)。我们发现虽然DPC对温度的依赖关系与传统的Polyakov-loop非常相似,但其随温度的快速增长是由π凝聚的下降而非Polyakov-loop的快速上升来驱动的。即对偶的π凝聚反映的是π凝聚消失的相变,而非解禁闭相变。同样,我们发现对偶夸克凝聚随温度的快速增长主要由手征恢复相变而非由Polyakov-loop表征的解禁闭相变推动。即Dressed Polyakov-loop主要反映的是手征相变而不是解禁闭相变。另外,我们的研究表明,夸克凝聚和π凝聚的竞争会导致DPL对温度的反常依赖关系:即DPL随温度先单调下降,在π凝聚消失后又转为正常的上升趋势。而这种反常下降是由夸克凝聚的反常上升引起的,与PL单调上升无关。所以,我们认为对偶的夸克凝聚实际上反映的是手征相变而非解禁闭相变。综上所述,我们认为DPL或其他对偶的物理量不能用来描述解禁闭相变。我们指出其主要原因是中心对称性因轻夸克的出现而被严重明显破缺。而欧洲的几位学者利用DPL作为解禁闭序参量,得到手征相变与解禁闭相变几乎发生在同一相变点并具有密切内部联系的观点可能是有问题的。
沈震宇[5]2016年在《强子物质中依赖温度的介子—介子反应截面》文中指出相对论重离子对撞机(RHIC)和大强子对撞机(LHC)为我们提供了研究强子物质所需要的实验条件。夸克胶子等离子体(QGP)随着体积的不断膨胀而逐渐冷却,夸克、反夸克、胶子在QCD相变温度重新组合形成强子物质,强子物质膨胀冷却到冻结温度。实验数据显示π介子、K介子、ρ介子在末态强子产物中占有主要份额,它们相互反应的截面为我们提供了研究强子物质的重要信息。同时由于媒介修正效应的重要性,如果想要更好地理解强子物质,那么就必须研究与温度有关的介子-介子反应截面。这样的截面将对强子物质的化学平衡、热平衡、强子谱的研究有着决定性的作用。在本文的第一部分回顾介子-介子反应的科研成果,阐述本文研究的目的和意义,介绍本文的主要内容和文章结构。在第二部分介绍研究成果,分为叁章,分别研究与温度相关的由夸克交换机制导致的介子-介子非极化截面、强子物质中夸克-反夸克作用势和夸克-反夸克自由能之间的关系、夸克湮灭导致的介子-介子非弹性散射截面。在第叁部分给出四个附录。我们第一个研究是关于夸克支配的介子-介子非共振反应。我们研究反应I=2ππ→ρρ、I=1 KK→K*K*、I=1 KK*→K*K*、I=3/2πK→ρK*、I=3/2πK*→ρK*、I=3/2ρK → ρK*、I =3/2πK*→ρK的吸热反应截面。与温度相关的作用势包括微扰QCD给出的短距势、格点QCD给出的长距势、带有相对论修正的自旋-自旋相互作用项。该短距作用势是基于单胶子交换的微扰QCD单圈和双圈修正得到的,而长距作用势是一个与距离无关但依赖于温度的夸克作用势。根据这样构造的夸克作用势与温度的相关性,我们通过求解含此势的薛定谔方程便得到夸克-反夸克相对运动波函数和介子质量的温度依赖性。基于一阶玻恩近似和夸克交换机制,利用该夸克-反夸克相对运动波函数、介子质量、依赖于温度的作用势计算与温度相关的这七个非共振反应的非极化截面。需要注意的是,在温度接近临界温度时,随着π介子和K介子半径的快速增加导致πK*→ρK以外的反应的截面峰值的快速增加。对与温度相关的数值非极化截面进行拟合,得到参数化的公式。我们的第二个研究是关于强子物质中夸克-反夸克作用势和夸克-反夸克自由能之间的关系。在格点QCD计算下可以得到夸克自由能,我们利用这个自由能推导得到中长距作用势。这就要求我们去研究夸克-反夸克作用势和夸克-反夸克自由能之间的关系。我们计算后得到,当系统的温度在相变温度以上时,重夸克与重反夸克的作用势几乎与它们的自由能的值一致,但是轻夸克和轻反夸克(或者重夸克和轻反夸克,或者轻夸克和重反夸克)的势能则比他们的自由能要大。当系统温度在相变温度Tc以下时,夸克-反夸克作用势则较好地近似为夸克-反夸克的自由能。因此,我们可以应用夸克-反夸克自由能去研究强子物质或者强子-强子反应。我们的第叁个研究是关于夸克-反夸克湮灭所主导的介子-介子非弹性散射。这一机制是先由一个夸克和一个反夸克湮灭成一个胶子,随后这个胶子产生出一对夸克和反夸克。由这样的夸克-反夸克湮灭所支配的反应有I=1ππ→ρρ、I=1 K(?)→K*(?)*、I=0 K(?)→K*(?)*、I=1 K(?)*→K*(?)*、I=0 K(?)*→K*(?)*、I=1ππ→K(?)、I=1πρ→K(?)*、I=1πρ→K*(?)、I=1 K(?)→ρρ。我们通过玻恩近似研究上述反应时会涉及一种或两种费曼图。我们从费曼图推导跃迁振幅和跃迁势,并用这对应夸克-反夸克湮灭及产生的夸克-反夸克跃迁势计算这些反应在六个温度时的非极化截面。我们通过拟合数值非极化截面得到与温度相关的参数化截面公式。进一步,我们还考虑反应I=0ππ→ρρ,它包含了夸克交换机制和夸克-反夸克湮灭机制两种情况。
邢宏喜[6]2012年在《核环境中的部分子多重散射效应研究》文中提出纷繁复杂的大自然物理现象中存在强相互作用、弱相互作用、电磁相互作用以及引力相互作用共四种基本相互作用力。其中强相互作用由非阿贝尔规范理论-量子色动力学(QCD)来描述。QCD有两个最基本的性质：夸克禁闭和渐进自由。夸克禁闭表明夸克是被囚禁在强子内部的,因此我们无法在实验中观察到自由的夸克,只能看到最终的色单态强子。渐进自由则表明在动量标度很大的情形下,夸克胶子之间的耦合很小,从而使得我们可以对相关物理量作微扰展开计算。在本论文中,我们首先对高能物理做一个历史性回顾,进而对现在最前沿的重离子碰撞物理做简单的介绍。在第二章,我们阐述QCD的基本性质以及一些基本概念。渐进自由告诉我们在大动量标度情形下,QCD强耦合常数变小,因此我们可以对散射过程作微扰展开计算。然而,对于长程相互作用,微扰QCD无法处理。对于具体的物理过程,通常包含了长程作用和短程作用,因此我们需要将这两部分分离开来,这就是QCD因子化。实际上,非微扰物理量来自于强子或核的长程物理性质,这些量包括部分子分布函数,高扭度多部分子关联函数以及碎裂函数等等,它们是普适的,可以通过实验数据拟合得出。短程作用硬的部分依赖于所研究的物理过程,可以应用微扰QCD计算得出。在第叁章,我们讨论QCD因子化在正负电子湮灭,轻子-强子深度非弹散射以及质子-质子碰撞Drell-Yan双轻子产生过程的应用,在这些过程中,描述长程作用的物理量,部分子分布函数和碎裂函数的定义依赖于正规化机制的选择,它们是普适的,并满足特定的QCD演化方程,我们可以在任一过程中测量和应用。然而,这些过程中短程作用硬的部分是彼此独立的,依赖于特定的散射过程,对此可以分别作精确的微扰QCD计算。传统的QCD因子化理论给我们提供了计算p+p碰撞散射截面的很有力的工具。然而,当快速部分子在核介质中传播,除了会发生单次散射之外,还可能与核中部分子进行多重散射。多重散射是与高扭度过程联系在一起的,为了计算多重散射的贡献,我们将碰撞过程按扭度展开。对于扭度-4过程,我们根据推广的因子化理论来计算。根据推广的因子化理论,我们在第四章计算了p+A碰撞中Drell-Yan双轻子产生过程中的初态胶子-夸克双重散射诱导的能量损失效应。由初态多重散射导致的p+A碰撞中Drell-Yan双轻子谱的改变可以等效写成核介质修正的束流夸克分布函数的形式,此介质效应依赖于核介质中的夸克传输系数q,这一性质与轻子-核深度非弹性散射(DIS)中末态多重散射的情形非常类似,其最终贡献将导致p+A碰撞Drell-Yan散射截面相对于p+p碰撞出现压低效应。根据从HERMES深度非弹实验测量的单强子谱核效应的相关数据抽取出的夸克输运系数,我们对p+A碰撞中Drell-Yan散射截面做了数值计算,我们发现在费米实验室E866实验(Eiab=800GeV)测量的动力学区域,由能量损失效应导致的p+A相对于与p+p Drell-Yan散射截面的压低可以忽略不计,实验数据中显示的压低现象近似地可以由核中部分子的核遮蔽效应(这里我们采用EPS08参数化形式)来解释。然而,在较大束流部分子动量份额x'或者较小的靶部分子动量份额x区域,束流部分子的能量损失效应非常重要。最后我们给出了即将采集数据的费米实验室E906实验(Elab=120GeV)的预言,在此实验的动力学区域,部分子核遮蔽效应可以忽略,导致散射截面压低的主要因素来自于束流部分子的能量损失效应。在第五章,我们首先回顾了推广的QCD因子化理论在p+A碰撞中'Drell-yan过程初态多重散射和DIS过程末态多重散射中的应用,并给出两个过程中由多重散射导致的的双轻子横动量展宽以及单喷注横动量展宽效应。随之,通过同时考虑初态和末态多重散射过程,我们计算了p+A (d+A)过程中双喷注和双强子的横动量非平衡效应,其最终结果依赖于核中部分子-部分子关联函数,该分布函数在上述叁种过程中是相同的,因此我们可以通过任一过程的测量来确定该关联函数,进而对其它过程给出预测。考虑冷核介质中的(动力学)核遮蔽效应以及能量损失效应,并结合我们所计算出的p+A (d+A)碰撞中的横动量非平衡效应,我们可以很好的描述现有的RHIC-PHENIX和-STAR实验组测量的中心-中心、中心-向前和向前-向前快度区的双强子方位角关联分布。第六章,基于推广的因子化定理,我们将p+A碰撞中的双喷注横动量非平衡效应推广到光子-喷注以及光子-强子产生的过程,这一过程中同样包括初态多重散射和末态多重散射的贡献。然而由于在该过程中末态光子并不与介质中的软部分子发生强相互作用,从数值计算中我们发现光子-喷注的横动量非平衡效应明显小于双喷注产生的情形。同时,我们也考虑了由单纯的末态多重散射导致的横动量非平衡效应,我们通过对DIS过程中双喷注产生的计算研究了这一效应。在本章中,我们还考虑了DIS过程中夸克的质量效应,应用同样的方法计算了DIS重味介子对的横动量非平衡核展宽效应,数值计算表明这一效应大于双喷注产生的情形,这是由于夸克和胶子与核中的软部分子之间不同的色相互作用强度造成的。最后我们给出本论文的总结以及对后续工作的思考与展望。
李光磊[7]2014年在《QGP相变中粒子关联与强子化机制的研究》文中研究指明夸克-胶子等离子体(QGP)是一种由格点QCD预言的新物质形态。人们认为,高能核-核碰撞后极短时间和宇宙早期可能存在着QGP.对于它的性质的研究有助于了解物质的深层微观结构以及宇宙的起源,因而成为近二十年来高能物理学的重要课题之一。高能的重离子碰撞中,从最初的核子物质到最终产生的各种强子、轻子和光子等,物质经过了复杂的演化。碰撞后瞬间,离子损失的大量能量集中于很小的区域。在这样所导致的高温高密条件下就可能产生了QGP接着随着系统的膨胀和冷却,QGP发生相变,产生的强子飞离到探测器。实验探测到的是末态粒子,对于演化的中间过程无法观测。对于QGP的性质的研究还没有确切的结论。而且描述强子化的理论目前还远未完善。所以,人们试图从末态粒子携带的信息来分析,为此建立了各种各样的模型,来描述中间的演化并预测可能的一些现象。然而目前并没有某种单一的特征可作为QGP存在的确定证据,而间接的证据依赖于具体使用的模型。一些指示QGP存在的信号,也可从非QGP的模型得出。所以要确定QGP是否存在,以及研究其性质,需要综合各种数据和信号。多重数分布是高能核碰撞中重要的物理观测量,包含着演化的动力学信息。而涨落则是统计物理中的重要现象。涨落可能带有一些相变的信息。在高能重离子碰撞中,末态的某种粒子的密度分布存在着涨落。如果能去除由于粒子数目有限导致的统计涨落,所提取出包含着系统演化信息的动力学涨落部分,就可以作为判断是否有从QGP到强子的相变发生的依据之一。在统计物理中,金兹堡-朗道模型是一种描述相变的成功理论,已经被用来描述相对论重离子碰撞的多重粒子产生过程。基于金-朗模型的唯象方法,多重数涨落可作为相变的表现,以及QGP形成的可能信号。阶乘矩可以很好地过滤掉统计涨落,获取动力学涨落的信息。本文计算的是阶乘矩的一种,一阶相变的归一化关联矩。经过研究发现,这种关联矩存在着不依赖于具体的参数设定的标度行为,从而解决了难以观测和调控参数的困难,并有望作为QGP相变发生的标志之一。最后一章是对于夸克系统强子化过程的简单动力学模拟,以作为探究强子化机制的一个初步尝试。
唐戎[8]2017年在《底夸克偶素的组分夸克模型研究》文中指出正负电子对撞实验观测到一些新的底夸克偶素共振态,而这些新近共振态的发现为从理论上辩识它们的结构提供了机会。量子色动力学(QCD)是目前描述强相互作用的基本理论,其主要特征是渐近自由、手征对称自发破缺和夸克禁闭。由于QCD在高能区的渐近自由,对高能过程可用微扰QCD处理。然而,在低能区,QCD高度非微扰,低能过程需要用非微扰理论处理,而非微扰QCD理论要比微扰QCD理论复杂得多,迄今还没有找到较成熟的处理方法。目前,人们发展了各种低能QCD理论方法,而强子谱也成为检验这些理论方法的有效性提供了重要场所。因此,在夸克模型框架下详细地分析底夸克偶素的质量谱是有意义的。本文采用的组分夸克模型兼备了QCD的渐进自由以及长程禁闭的特点,对强子的基态以及激发态都能给出较好的解释。在短程区域采用单胶子交换势,而在长程部分引入了唯像的线性禁闭势,并基于禁闭的标量和矢量混合属性,给出了其相对论修正。这样得到的夸克—反夸克势除中心力场外,还包括色磁自旋项,自旋-轨道耦合项,自旋相关张量项。在给出势能的形式后,通过数值求解耦合道薛定谔方程,得到基态和激发态的能量以及与能量对应的波函数,并与可用实验数据进行比较。最后,基于数值计算结果,着重分析了由势函数中自旋张量项引起的分波混合效应,讨论了实验上观测分波混合共振的可能性。本文主要分为以下四个部分,在第一部分,本文简要的回顾了强子物理的发展以及简单地介绍了近来常用的非微扰方法。在第二部分,本文详细地介绍了组分夸克模型的基本原理以及数学基础,并给出了非相对论性的组分夸克模型的势。在第叁部分,本文利用Fortran程序(FESSDE)计算具有各个量子数的bb?束缚态质量,并将计算结果与bb?束缚态的实验值能谱进行了对比,特别是仔细对比了可能发生S-D波混合的1--态,并附上了各个激发态的波函数的图像,计算了混合态的分波的占比。最后,在附录部分,本文则简单地介绍了FESSDE程序的计算原理。
郝学文[9]2008年在《有限温度密度时QCD对称性的自发破缺与恢复》文中研究说明本文研究了有限温度密度下QCD对称性的自发破缺与恢复,包含手征对称性恢复和对pentaquarkΘ~+的性质和产生截面的影响,以及非对称核物质环境中的同位旋对称性自发破缺及其导致的介子混合现象。首先,我们采用有效的赝标和赝矢NΘ~+K耦合来研究手征对称性在媒质中的恢复对Θ~+质量和宽度等性质的影响。通过考虑微扰论展开到最低阶的Θ~+自能单圈图,利用Θ~+传播子的极点来求解其质量和宽度。在我们的理论框架中,手征对称性在媒质中的恢复的效应主要体现在核子质量上。我们发现,随着温度和密度的升高,手征对称性的部分恢复使得Θ~+的质量出现下降,宽度出现显着的上升。改变的方式和程度依赖于手征对称性恢复的方式。并且,我们通过关闭手征对称性重新计算Θ~+的媒质效应从而证明了手征对称性控制着Θ~+在媒质中的行为。我们还发现,对于任意的温度或者密度,假定Θ~+为正宇称时得到的质量下降和宽度上升都要比在负宇称的情况下改变得更大。然后,我们考虑了手征对称性在有限温度密度下的部分恢复对于Θ~+的一个产生过程的影响。在树图近似下我们计算了光致产生过程γn→Θ~+K~-的反应截面。我们发现光子的阈能受手征对称性在媒质中的部分恢复的影响而出现很大上升。当光子能量超过阈能,反应截面随着温度密度的升高有较大的增加。最后,我们在两味NJL模型的框架下研究了非对称核物质体系在同位旋对称性自发破缺时的介子混合现象。利用超出平均场的RPA构造出的介子极化函数在超流相中具有不为零的非对角元,新的介子模式为正常的σ介子和π介子的线性叠加,介子之间的这种混合保证了同位旋对称性自发破缺时的Goldstone玻色子的出现。我们发现,随着同位旋化学势的增加,介子之间的混合强度上升很快。为了有助于实验上探测超流相变的信号,我们还计算了介子与夸克之间的耦合常数,这些耦合常数在超流相与在正常相的表现行为差别很大。
李华[10]2011年在《夸克星的模型研究》文中提出致密星体的研究长期以来吸引着无数的天文学家和天体物理学家的注意,因为它对我们了解星体的动力学演化,物质的构成及相关的物理基础理论的发展和检验起着得天独厚的重要作用。其具有的大质量,高密度,强引力场,强磁场,高温环境是我们地球的实验室所无法达到的。因此,自从致密天体被发现以来,有关它的研究就不断地推动着物理理论的发展。反过来物理基础理论的发展又促进了我们对这一类天体的组成,结构,演化性质的了解。迄今为止,我们已从天文观测中发现了两类致密星体：白矮星和中子星。白矮星是首先被天文观测所发现,而后由于量子理论的出现而从理论上得到阐明。中子星则是由于粒子物理学的发展和广义相对论的出现,首先在理论上作出的预言,几十年后才从天文观测上发现。随着广义相对论的发展,一种奇特的天体：黑洞也被物理学家预言,但迄今为止人们还只能用间接的方法来确定其存在。而随着粒子物理学的发展,新的粒子不断地被发现,乃至夸克被认为是构成物质的基本粒子。因此,人们又提出了一种新的致密星体：夸克星的存在。由于其在结构上与中子星十分相似,其在天文观测上与中子星很难分辨。由于夸克星的物质组成是夸克,因而其理论的基础是量子色动力学(QCD)。无论是中子星,还是夸克星,其物质的密度都达到了1014～1015g/cm3,其广义相对论效应十分显着,在有关星体的结构研究中必须考虑相对论修正,其结果便是Tolman-Oppenheimer-Volkoff方程(TOV)。在该方程中只要知道了物质的状态方程,就能够得到星体的结构性质。所以如何导出在核密度及其以上的超密物质的状态方程,便成为了研究此类星体的主要问题。由于中子星发现的较早,其组成成分主要是中子,物态方程是核层次上的状态方程,相关的核实验研究如核的束缚能,饱和密度,压缩模量及对称能等等为得到态方程提供了相当多的信息和限制。而夸克星的组成成分是夸克,从提出夸克概念以来,人们并没有在实验上发现独立的夸克的存在。并且众所周知,夸克具有在高能下的渐进自由与低能下的禁闭特性,所以很难从量子色动力学(QCD)的基础上来了解夸克物质的详细物态性质,因此对夸克性质及夸克物态的研究,就只能从量子色动力学的一般原理出发,结合一些具体的唯象模型来进行模拟近似。例如MIT夸克袋模型,NJL手征动力学自发破缺模型,微扰量子色动力学及Lattice格点计算方法等等。有鉴于此我们在本文中提出了一种普遍的方法,利用量子场论中的路径积分的表述形式和QCD的一般性质,得到了与模型无关的物态方程的表达式。其夸克物质的密度,压强等由夸克传播子来决定。对于夸克传播子的研究,有许多的方法,包括微扰与非微扰两大类,在高温高密的情况下微扰的方法比较适用,但在有限温度有限密度的情况下,非微扰效应占主要地位。在非微扰量子色动力学的研究方法中,Dyson-Schwinger方程是一种非常有效的工具。因此我们利用了在Dyson-Schwinger方程中的Ladder近似的结果,从零温零密的夸克传播子得到有限温度有限密度的情况下的夸克传播子表达式。以上的结果都是与模型无关的,由于Dyson-Schwinger方程是一套无穷耦合的积分方程组,很难从中得到精确的解析表达式,所以在本文中采用了两种具体的近似模型：重整化的夸克传播子模型和具有手征动力学破缺特征的夸克传播子模型。从这两种模型传播子出发,由路径积分的方法我们得到了夸克物态方程的精确的解析表达式。在重整化的夸克传播子模型中,我们采用了叁组模型参数,又分别以有袋模型修正和无袋模型修正两种情况进行了讨论。在无袋模型修正情况下,得到的态方程比较硬,导致的夸克星的质量和半径偏大。质量在Mass1.75M(?)～2.2M(?),半径在R 22～26Kmm左右,其质量半径关系与纯中子星的质量半径关系相同。而在加入了袋模型修正后的情况下,得到的夸克物态方程偏软,所加入的口袋参数分别是B1／4=65.5MeV，92MeV，108MeV,质量在Mass1.3M(?)～1.6M(?),半径在R 9.5～14Kmm左右,其质量半径关系与一般的纯自束缚星一致,质量密度比无袋模型修正情况要大。在第二种具有手征动力学破缺特征的夸克传播子模型中,我们又分两种情况：一种是含有夸克化学势为零的压强项Pressure(μ=0)另一种情况是不含有夸克化学势为零的压强项Pressure(μ=0)。在所得到的夸克物态方程中,不含零化学势时的压强项的态方程比较硬,质量在Mass2.25M(?),半径在R 24Kmm。在含有零化学势时的压强项的态方程情况下,质量在Mass0.8M(?),半径在R 8Kmm,质量密度比不含零化学势时的压强项的情况要大。在以上的两类夸克传播子模型研究中,我们还分别与其它的模型态方程做了比较。如Fraga,Pisarski,和Schaffner-Bielich的微扰QCD模型,Manju.Prakash等提出的SQM模型。在所有这些夸克物态方程中,我们发现SQM模型的物态方程(EoS)最硬,这是因为它采用了无相互作用的自由夸克近似,而Fraga,Pisarski,和Schaffner-Bielich的微扰QCD模型采用了有胶子交换的微扰效应。我们所采用的模型中计入了夸克的动力学破缺效应,夸克间有很强的耦合,使得我们的物态方程变的最软,这与相互作用导致物态方程变软的一般结论是一致的。我们还考虑了夸克星的旋转所带来的修正,得到的质量半径比静态的星体大了大约20%,与其他的模型所得到的结论是相符合的。最后,我们研究了夸克星核心的中微子冷却过程,结果显示了我们所采用的模型,其星体核心的冷却过程与以前的结论是一致的。在本文的结论部分,我们总结了所得到的研究成果,讨论了研究中所存在的一些问题,并对今后的研究工作做了进一步的展望。
参考文献：
[1]. QCD真空的动力学模型与夸克禁闭[D]. 王殿夫. 大连理工大学. 2004
[2]. 从强子物质到夸克物质的平滑过渡和瞬子末态的重建及其性质的研究[D]. 许明梅. 华中师范大学. 2008
[3]. QCD真空的动力学模型与夸克禁闭[C]. 佚名. 第九届全国粒子物理学术会议论文集. 2005
[4]. 关于量子色动力学解禁闭相变有效序参量的研究[D]. 苗清. 华北电力大学(北京). 2017
[5]. 强子物质中依赖温度的介子—介子反应截面[D]. 沈震宇. 上海大学. 2016
[6]. 核环境中的部分子多重散射效应研究[D]. 邢宏喜. 华中师范大学. 2012
[7]. QGP相变中粒子关联与强子化机制的研究[D]. 李光磊. 华中师范大学. 2014
[8]. 底夸克偶素的组分夸克模型研究[D]. 唐戎. 西南大学. 2017
[9]. 有限温度密度时QCD对称性的自发破缺与恢复[D]. 郝学文. 清华大学. 2008
[10]. 夸克星的模型研究[D]. 李华. 南京大学. 2011
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