從強(qiáng)子物質(zhì)到夸克物質(zhì)的平滑過渡和sQGP的結(jié)構(gòu).ppt

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1、從強(qiáng)子物質(zhì)到夸克物質(zhì)的平滑過渡和sQGP的結(jié)構(gòu)許明梅，喻梅凌，劉連壽華中師范大學(xué)粒子所第十屆全國粒子物理學(xué)術(shù)會議2008-04-27南京報(bào)告人：許明梅背景介紹QCD的平滑過渡sQGP的結(jié)構(gòu)（其中包括一部分剛完成的后續(xù)工作）討論與展望發(fā)表在PRL100,092301(2008)1背景介紹(1)實(shí)驗(yàn)方面，RHIC實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了強(qiáng)耦合的夸克膠子等離子體(sQGP)；(i)觀察到了夸克自由度；(ii)所發(fā)現(xiàn)的夸克物質(zhì)處于粘滯性極低的流體態(tài)。sQGP的微觀結(jié)構(gòu)？1974年，李政道等人預(yù)言：高能重離子碰撞能改變真空的性質(zhì)，生成QGP。推動了相對論重離子

2、碰撞的理論和實(shí)驗(yàn)研究。這些結(jié)論是根據(jù)所觀察到的物質(zhì)的整體行為，特別是橫向方位角分布得出的2(2)理論方面：格點(diǎn)QCD預(yù)言：RHIC能區(qū)，位于平滑過渡區(qū)(crossover)；平衡過渡得到的夸克物質(zhì)，在強(qiáng)耦合。(b)重子化學(xué)勢為零時(shí)，相互作用強(qiáng)度隨溫度的變化。(a)格點(diǎn)QCD關(guān)于強(qiáng)相互作用物質(zhì)的相圖。高溫下發(fā)生平滑過渡，這已經(jīng)被格點(diǎn)QCD計(jì)算可靠地得到了。平滑過渡的微觀機(jī)制是什么？平滑過渡與相變的區(qū)別在哪里？仍然是待考慮的問題。3流行的描述碰撞演化的唯象模型－－輸運(yùn)模型描述平滑過渡遇到困難困難：違背色禁閉。(a)AMPT模型中部分子和強(qiáng)子占

3、各自多重?cái)?shù)的比例的時(shí)間演化圖。(3)唯象方面：例1：多相輸運(yùn)模型AMPT少量部分子在物理真空中運(yùn)動違反QCD的色禁閉例2：夸克分子動力學(xué)模型qMD目前描述平滑過渡的模型違背了色禁閉這一原則性問題，因而不能成立。這類模型都是基于電磁等離子體平滑過渡機(jī)制的延伸。4電磁等離子體中性原子氣體然而，這一圖象不能延用到QCD，因?yàn)镼CD有不同的真空。平滑過渡的物理圖象？QCD有一條規(guī)則:孤立的帶色荷的個(gè)體在物理真空中有無窮大能量。原子逐個(gè)離子化Physicalvacuum如果這是強(qiáng)子物質(zhì)hadrons平滑過渡到電磁等離子體Physicalvacuum

4、強(qiáng)子逐個(gè)解散成夸克+這一轉(zhuǎn)變過程是逐漸進(jìn)行的，兩相混合，沒有分界面。5描述QCD的平滑過渡的困難QCD有不同的真空態(tài)——微擾真空&物理真空。如何實(shí)現(xiàn)兩種真空之間的轉(zhuǎn)變？就這一問題，我們注意到了另外一種模型——滲濾(percolation)，它是一個(gè)幾何模型而不是動力學(xué)模型。6鍵幾何的滲濾模型H.Satz,Nucl.Phys.A642(1998)130兩相鄰強(qiáng)子間成鍵的概率為p當(dāng)一個(gè)無窮大團(tuán)（橫跨左右邊界或上下邊界的團(tuán)）形成時(shí)，稱系統(tǒng)轉(zhuǎn)變到新相，系統(tǒng)成為色導(dǎo)體。用鍵連接的強(qiáng)子形成團(tuán)。通過這種方式，從一個(gè)相到另一個(gè)相的平滑過渡就實(shí)現(xiàn)了。不違背

5、QCD的色禁閉。動力學(xué)模型G.Baym,Physica96A(1979)131鍵的動力學(xué)？如何定義成鍵概率p?借用低能核物理中的QuarkDelocalizationandColorScreeningModel中夸克公有化的概念。7夸克的公有化運(yùn)動形成鍵兩強(qiáng)子距離較遠(yuǎn)時(shí)，夸克間是禁閉勢，夸克被禁閉在單個(gè)強(qiáng)子內(nèi)部；當(dāng)強(qiáng)子距離靠近時(shí)，兩相鄰強(qiáng)子間形成勢壘，夸克可以隧穿勢壘，做公有化運(yùn)動，左邊軌道的夸克有ε的概率跑到右邊軌道；當(dāng)ε=1時(shí)，成鍵，兩強(qiáng)子結(jié)合成一個(gè)團(tuán)。鍵＝夸克對勢壘的隧穿8(1)我們首次提出了分子型的強(qiáng)子聚集的假定氣體型分子型是實(shí)現(xiàn)

6、一級相變的圖象形成理想氣體，違反了從實(shí)驗(yàn)和格點(diǎn)QCD得到的強(qiáng)耦合QGP的結(jié)論；成為引起平滑過渡和色禁閉相矛盾的根源。作為平滑過渡的圖象形成強(qiáng)耦合的液態(tài)的QGP不違反色禁閉；所得到的QGP是強(qiáng)耦合的流體。9平滑過渡之前所有的強(qiáng)子都連接成一個(gè)大團(tuán)，gQGP平滑過渡結(jié)束Tc’平滑過渡開始開始形成無窮大團(tuán)Tc葡萄狀夸克物質(zhì)gQGP是強(qiáng)耦合夸克物質(zhì)sQGP的一種形態(tài)。葡萄狀夸克物質(zhì)Grape-shapeQGP(gQGP)10(2)簡單模型－－具有動力學(xué)基礎(chǔ)的滲濾模型(i)鍵的動力學(xué)－－勢壘間的隧穿當(dāng)夸克i,j屬于同一個(gè)元胞當(dāng)夸克i,j屬于兩個(gè)相鄰的

7、元胞(a)絕熱近似：S兩個(gè)核子間的距離；(b)μ是模型參數(shù)；(c)變分法：ε是表征夸克公有化程度的變分參數(shù)，由系統(tǒng)能量變分取極小決定；給定的μS0當(dāng)兩核子間的距離S

8、QGP的結(jié)構(gòu)(a)平滑過渡之前；(b)平滑過渡開始；(c)平滑過渡結(jié)束，gQGP開始出現(xiàn)。整個(gè)系統(tǒng)成為gQGP平滑過渡形成的sQGP有葡萄狀結(jié)構(gòu)——gQGP。14徑向分布函數(shù)：表示找到兩粒子相