相对论重离子碰撞中的整体极化效应
发布时间：2023-05-11 00:45
量子色动力学(QCD)是描述强相互作用的基本理论,在低能标下,色禁闭使夸克和胶子总是束缚在强子中。通过相对论重离子碰撞,可以使核物质发生解禁闭相变,得到解禁闭的夸克胶子等离子体(QGP),这对理解强相互作用性质以及宇宙早期演化有重要意义。目前运行的重离子碰撞实验装置主要包括位于布鲁克海文国家实验室(BNL)的相对论重离子对撞机(RHIC)和位于欧洲核子中心(CERN)的大型强子对撞机(LHC)。高能重离子碰撞同时也能产生强磁场和巨大的轨道角动量,随后会产生局域的流体涡旋。这些极端的磁场和涡旋场与微观量子输运结合可以诱导出许多量子反常输运现象,比如手征磁效应(CME)及手征涡旋效应(CVE)等。手征磁效应是指在左右手费米子数目不相等的情况下,沿着磁场方向产生电流的一种量子反常输运现象。Kharzeev、Mclerran和Warringa从理论上提出,在解禁闭相变和强磁场下,存在局部的手征荷涨落,带正电的左右手费米子分别逆着或顺着磁场方向运动从而产生电流。在凝聚态物理系统(狄拉克或外尔半金属)里,已经观测到手征磁效应。在重离子碰撞实验中可以通过测量带电粒子相对于反应面的角关联来研究CME引...
【文章页数】：111 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 引言
1.1 标准模型简介
1.2 夸克胶子等离子体
1.3 相对论重离子碰撞的时空演化
1.4 重离子碰撞中的量子反常输运
1.4.1 手征反常
1.4.2 手征磁效应
1.4.3 手征涡旋效应
1.4.4 电荷分离效应的实验观测
1.5 自旋及整体极化
1.6 论文的结构
第2章 相对论重离子碰撞中的电磁场
2.1 碰撞初期的电磁场
2.1.1 重离子碰撞中磁场的估算
2.1.2 利用Lienard-Wiechert势求解电磁场
2.2 电磁场方程
2.2.1 利用Maxwell方程组求解电磁场
2.2.2 Maxwell-Chern-Simons方程
2.3 介质响应对电磁场分布的影响
2.3.1 电导率存在时的磁场演化
2.3.2 电导率及手征电导率同时存在时的磁场演化
2.3.3 电导率及手征电导率同时存在时的电场演化
2.4 点粒子产生的电磁场在手征介质中的演化
2.5 本章小结
第3章 电磁场演化与分布的数值结果
3.1 Glauber模型
3.1.1 光学Glauber
3.1.2 蒙卡Glauber
3.2 重离子碰撞中磁场的计算
3.3 结果与讨论
3.3.1 碰撞早期磁场的演化
3.3.2 电导率对磁场演化的影响
3.3.3 电导率及手征电导率对磁场演化的影响
3.3.4 电导率及手征电导率对磁场空间分布的影响
3.4 本章小结
第4章 相对论重离子碰撞中的极化效应
4.1 非相对论情形涡旋对极化的影响
4.1.1 系综和密度矩阵
4.1.2 非相对论流体粒子平均自旋[S]
4.2 相对论流体中涡旋对粒子极化的影响
4.2.1 Wigner函数的介绍
4.2.2 宏观流的Wigner函数展开
4.3 费米子的极化
4.3.1 轨道部分JOAM
ρμν
4.3.2 自旋部分Sρμν
4.3.3 费米子的平均自旋矢量
4.4 整体极化效应
第5章 AMPT模型计算A超子整体极化
5.1 多相输运模型
5.2 总轨道角动量
5.2.1 总角动量的理论计算
5.2.2 总角动量的数值计算
5.3 速度场和涡旋场
5.3.1 速度场的定义
5.3.2 涡旋场的定义
5.4 AMPT计算的场分布
5.4.1 速度场的分布
5.4.2 温度场的分布
5.4.3 热涡旋场的分布
5.5 整体极化数值结果
5.5.1 整体极化的能量扫描
5.5.2 共振态衰变的贡献
5.6 整体极化的实验观测
5.7 整体极化对能量依赖的讨论
5.8 本章小节
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
附录A 文中部分公式的推导
A.1 公式(2.59)的推导
A.2 公式W((0))(x,k) =0的验证
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果
本文编号：3813817
【文章页数】：111 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 引言
1.1 标准模型简介
1.2 夸克胶子等离子体
1.3 相对论重离子碰撞的时空演化
1.4 重离子碰撞中的量子反常输运
1.4.1 手征反常
1.4.2 手征磁效应
1.4.3 手征涡旋效应
1.4.4 电荷分离效应的实验观测
1.5 自旋及整体极化
1.6 论文的结构
第2章 相对论重离子碰撞中的电磁场
2.1 碰撞初期的电磁场
2.1.1 重离子碰撞中磁场的估算
2.1.2 利用Lienard-Wiechert势求解电磁场
2.2 电磁场方程
2.2.1 利用Maxwell方程组求解电磁场
2.2.2 Maxwell-Chern-Simons方程
2.3 介质响应对电磁场分布的影响
2.3.1 电导率存在时的磁场演化
2.3.2 电导率及手征电导率同时存在时的磁场演化
2.3.3 电导率及手征电导率同时存在时的电场演化
2.4 点粒子产生的电磁场在手征介质中的演化
2.5 本章小结
第3章 电磁场演化与分布的数值结果
3.1 Glauber模型
3.1.1 光学Glauber
3.1.2 蒙卡Glauber
3.2 重离子碰撞中磁场的计算
3.3 结果与讨论
3.3.1 碰撞早期磁场的演化
3.3.2 电导率对磁场演化的影响
3.3.3 电导率及手征电导率对磁场演化的影响
3.3.4 电导率及手征电导率对磁场空间分布的影响
3.4 本章小结
第4章 相对论重离子碰撞中的极化效应
4.1 非相对论情形涡旋对极化的影响
4.1.1 系综和密度矩阵
4.1.2 非相对论流体粒子平均自旋[S]
4.2 相对论流体中涡旋对粒子极化的影响
4.2.1 Wigner函数的介绍
4.2.2 宏观流的Wigner函数展开
4.3 费米子的极化
4.3.1 轨道部分JOAM
ρμν
4.4 整体极化效应
第5章 AMPT模型计算A超子整体极化
5.1 多相输运模型
5.2 总轨道角动量
5.2.1 总角动量的理论计算
5.2.2 总角动量的数值计算
5.3 速度场和涡旋场
5.3.1 速度场的定义
5.3.2 涡旋场的定义
5.4 AMPT计算的场分布
5.4.1 速度场的分布
5.4.2 温度场的分布
5.4.3 热涡旋场的分布
5.5 整体极化数值结果
5.5.1 整体极化的能量扫描
5.5.2 共振态衰变的贡献
5.6 整体极化的实验观测
5.7 整体极化对能量依赖的讨论
5.8 本章小节
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
附录A 文中部分公式的推导
A.1 公式(2.59)的推导
A.2 公式W((0))(x,k) =0的验证
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果
本文编号：3813817
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/wulilw/3813817.html
