有限溫度下的夸克介子模型有效勢(shì).pdf

1、分類號(hào)：密級(jí)：學(xué)校代碼：10165學(xué)號(hào)：201110919逢掌師耗大學(xué)碩士學(xué)位論文⑨有限溫度下的夸克介子模型有效勢(shì)作者姓名：學(xué)科、專業(yè)：研究方向：導(dǎo)師姓名：陳麗麗粒子物理2014年3月遼寧師范大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要熱場(chǎng)論是量子場(chǎng)論和統(tǒng)計(jì)力學(xué)的結(jié)合。這導(dǎo)致了這個(gè)理論既困難又很有趣。人們研究它的目的主要是描述為了描述夸克膠子等離子體等相對(duì)論熱現(xiàn)象。人們推斷當(dāng)處于某個(gè)臨界溫度以上時(shí)，以夸克和膠子為自由度的夸克膠子等離子相會(huì)取代以強(qiáng)子為自由度的強(qiáng)

2、子相。格點(diǎn)計(jì)算表明相變的臨界溫度為150MEVD300MEV。在等離子相中，夸克和膠子是退禁閉的，它們能夠在整個(gè)等離子體中自由運(yùn)動(dòng)。它與宇宙大爆炸后的初期演化有密切關(guān)系。在上世紀(jì)末期，人們已經(jīng)采用金原子核的對(duì)頭碰撞在對(duì)撞機(jī)RHIC上產(chǎn)生了這種物質(zhì)狀態(tài)，在更高能區(qū)的實(shí)驗(yàn)也開展，例如CERN的LHC實(shí)驗(yàn)。然而從實(shí)驗(yàn)上確定夸克膠子等離子體相的形成是非常困難的。即使等離子體確實(shí)產(chǎn)生了，如何辨識(shí)它，直到現(xiàn)在沒有簡(jiǎn)單的答案。當(dāng)然有基于非平衡態(tài)理論的

3、非常粗糙的估計(jì)，等離子產(chǎn)生后，在最終衰變同普通物質(zhì)前將存在足夠長的時(shí)間使體系達(dá)到熱平衡狀態(tài)。從理論上而言，到現(xiàn)在為止，只有平衡態(tài)下的熱場(chǎng)論很好地建立起來了。格點(diǎn)QCD模擬被認(rèn)為是目前研究QCD相圖最為可靠的方法，它是基于第一一原理的一種非微擾方法。但這種方法有明顯地局限性。例如它對(duì)計(jì)算機(jī)的性能依賴過大，而更為嚴(yán)重的是處理動(dòng)力學(xué)費(fèi)米子遇到很大困難。岡此，盡管格點(diǎn)模擬在研究零化學(xué)勢(shì)下的QCD相圖方面取得了很大進(jìn)展，但如何合理地處理非零化學(xué)勢(shì)

4、下的格點(diǎn)模擬仍是個(gè)挑戰(zhàn)。另一方面，基于有效理論的研究也是有限溫領(lǐng)域中一個(gè)非常重要的研究手段。這是在研究嚴(yán)格的QCD理論非常困難的情況下所做的現(xiàn)實(shí)選擇。比如人們采用線性(或非線性)仃模型、夸克介子模型、手征模型、NJL模型及其擴(kuò)展等有效理論對(duì)有限溫問題做了大量研究，取得了重要進(jìn)展。盡管它們不是QCD，但這些模型保持了QCD理論的大部分對(duì)稱性，為進(jìn)一步研究真實(shí)的QCD奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在有限度場(chǎng)論的研究過程中遇到的一個(gè)重要的問題是如何進(jìn)行近

5、似。目前通常使用的近似有平均場(chǎng)、大N近似、有效勢(shì)方法等。人們發(fā)現(xiàn)不同的近似對(duì)物理結(jié)論的定量行為，甚至定性行為可能產(chǎn)生較大影響。因此即使對(duì)于同一個(gè)模型，也可能因?yàn)椴煌慕品桨附o出不同的結(jié)論。本文將給出有限溫度下夸克介子模型的有效勢(shì)。夸克介子模型是研究零溫度和有限溫度下強(qiáng)子性質(zhì)的重要有效模型。該模型包括兩個(gè)部分：一部分是線性sigma模型，其中包含輕標(biāo)量、贗標(biāo)量介予以及它們的相互作用；另外一部分是夸克運(yùn)動(dòng)學(xué)項(xiàng)及夸克與介子的耦合項(xiàng)。對(duì)于不同