量子色动力学(QCD)技术对矢量介子谱函数和双子速率的排斥性 前言:量子色动力学(QCD)是控制粒子间强力相互作用的基础理论,在高温或高密度等极端条件下,QCD揭示了复杂的相结构,这导致人们认识到,从普通强子物质到一种被称为夸克胶子等离子体(QGP)的独特状态可能会发生转变,在这种状态下,夸克和胶子会发生强烈的相互作用。 近年来,大量的努力被引导到受控环境中的QGP的实验世代中,两个著名的重离子对撞机实验在这项研究中发挥了重要作用:位于布鲁克海文国家实验室(BNL)的相对论重离子对撞机(RHIC)和位于欧洲核研究组织(CERN)的大型强子对撞机(LHC),这两个设施都专注于将重离子加速到相对论速度,从而模拟QGP形成所需的极端条件。 从本质上说,对QGP及其在极端条件下形成的研究是一个充满活力和不断发展的领域,RHIC·BNL、LHC欧洲粒子物理研究所的实验,以及即将到来的“公平的GSI”等倡议,共同促进了我们对强作用力相互作用领域中复杂的相变和独特的物质状态的理解。 然而,在理论物理领域,特别是在量子场论领域,关联函数为物理系统的行为提供了有价值的见解,在这种情况下,坐标空间中的相关函数表示为GAB(t,~x),其中Â(t,~x)和B̂(0,~0)是算子,这个相关函数由两个算子Â和B̂.的时序乘积t定义这里t代表时间~x代表空间坐标。 相关函数GAB(t,~x)也可以用傅里叶变换来表示,以产生动量空间中的对应函数,记为GAB(ω,~q),动量空间相关函数是通过对时间(t)和空间坐标(~x)进行积分,并使用适当的权重因子(包括频率ω和动量向量~q)获得的,这种傅立叶变换有助于从坐标表示过渡到相关函数的动量表示。 比如说欧几里德时间(τ)中的热介子电流-电流相关器,这个相关器表示为GEM(τ,~x),属于介子电流,并提供对热环境中介子行为的洞察,参数β代表系统的温度倒数(β = 1/T)。 GEM(τ,~x)的表达式涉及标为ωn的离散松原模式的求和,这些模式与温度有关,该和包括动量积分(~q),并在各种松原模式下对欧几里德相关器有贡献。 谱函数σH(ω,~q)是这个框架中的一个关键概念,它与动量空间欧几里得相关器的虚部相关,并提供关于系统内能量状态分布的信息,σH(ω,~q)的表达式涉及从虚频率到实频率的解析延拓,这允许提取物理信息。 对于不同类型的介子通道(由H表示),例如时间、空间和矢量通道,可以定义不同的光谱函数,在矢量信道的情况下,频谱函数σV用频谱函数的时间和空间分量来表示,而时间欧几里得关联函数的概念和它的连接到一个保守的密度涨落的反应被探索。 夸克数磁化率(χq)量化了夸克数密度(ρ)如何响应夸克化学势(+ δ)的微小变化,这个概念通过涨落耗散定理与时间相关函数相关,等式建立了这种关系,并涉及时间电流-电流相关函数(G00)及其各种性质。 通过考虑时间谱函数σ00(ω,~0)的行为,可以获得进一步的认识,如等式所示,该函数与时间关联函数的虚部相关,并直接受到夸克数守恒原理的影响,σ00(ω,~0)的行为表明对频率ω有很强的依赖性,包括一个与夸克数磁化率χq(T)成正比的狄拉克δ函数δ(ω)。 在欧几里得时间相关函数的情况下,方程揭示了这些函数和对守恒数密度(χq)波动的响应之间的有趣关系,这个方程意味着欧几里德时间关联函数G00(τT)与夸克数磁化率χq(T)成正比,这种正比与欧几里德时间τ无关,但与温度T有关。 实验的重点包括研究矢量介子相关函数及其谱表示的行为,以及检查与这种表示相关的各种物理量,这些调查是在有效模型的框架内进行的,特别是南布-约纳-拉西诺(NJL)模型及其扩展,波利亚科夫-南布-约纳-拉西诺(PNJL)模型,PNJL模型通过包含波利亚科夫环场提供了额外的非扰动洞察力,与NJL模型相比,有助于更全面的理解。 有趣的是,PNJL模型也考虑了排斥同位旋标量-矢量相互作用的影响,这种相互作用对高温稠密环境中的相关函数及其光谱表示有影响,这项研究采用了一种被称为随机相位近似的理论方法,这种方法涉及环重求和技术,这种技术有助于更准确地描述系统在这些条件下的行为。 总结:我们通过实验,深入研究了高温稠密环境中矢量介子相关函数、光谱表示和相关物理量的行为,它采用有效的模型,如NJL和PNJL模型来捕捉系统的复杂动态,排斥同位旋标量-矢量相互作用的包含以及与确定矢量耦合强度相关的挑战增加了分析的复杂性,促使人们探索不同的耦合强度选择,以获得更好的定性理解。