量子色動力學(xué)(QCD)是描述強(qiáng)相互作用的基本理論,在低能標(biāo)下,色禁閉使夸克和膠子總是束縛在強(qiáng)子中。通過相對論重離子碰撞,可以使核物質(zhì)發(fā)生解禁閉相變,得到解禁閉的夸克膠子等離子體(QGP),這對理解強(qiáng)相互作用性質(zhì)以及宇宙早期演化有重要意義。目前運(yùn)行的重離子碰撞實驗裝置主要包括位于布魯克海文國家實驗室(BNL)的相對論重離子對撞機(jī)(RHIC)和位于歐洲核子中心(CERN)的大型強(qiáng)子對撞機(jī)(LHC)。高能重離子碰撞同時也能產(chǎn)生強(qiáng)磁場和巨大的軌道角動量,隨后會產(chǎn)生局域的流體渦旋。這些極端的磁場和渦旋場與微觀量子輸運(yùn)結(jié)合可以誘導(dǎo)出許多量子反常輸運(yùn)現(xiàn)象,比如手征磁效應(yīng)(CME)及手征渦旋效應(yīng)(CVE)等。手征磁效應(yīng)是指在左右手費(fèi)米子數(shù)目不相等的情況下,沿著磁場方向產(chǎn)生電流的一種量子反常輸運(yùn)現(xiàn)象。Kharzeev、Mclerran和Warringa從理論上提出,在解禁閉相變和強(qiáng)磁場下,存在局部的手征荷漲落,帶正電的左右手費(fèi)米子分別逆著或順著磁場方向運(yùn)動從而產(chǎn)生電流。在凝聚態(tài)物理系統(tǒng)(狄拉克或外爾半金屬)里,已經(jīng)觀測到手征磁效應(yīng)。在重離子碰撞實驗中可以通過測量帶電粒子相對于反應(yīng)面的角關(guān)聯(lián)來研究CME引...

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【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 引言
    1.1 標(biāo)準(zhǔn)模型簡介
    1.2 夸克膠子等離子體
    1.3 相對論重離子碰撞的時空演化
    1.4 重離子碰撞中的量子反常輸運(yùn)
        1.4.1 手征反常
        1.4.2 手征磁效應(yīng)
        1.4.3 手征渦旋效應(yīng)
        1.4.4 電荷分離效應(yīng)的實驗觀測
    1.5 自旋及整體極化
    1.6 論文的結(jié)構(gòu)
第2章 相對論重離子碰撞中的電磁場
    2.1 碰撞初期的電磁場
        2.1.1 重離子碰撞中磁場的估算
        2.1.2 利用Lienard-Wiechert勢求解電磁場
    2.2 電磁場方程
        2.2.1 利用Maxwell方程組求解電磁場
        2.2.2 Maxwell-Chern-Simons方程
    2.3 介質(zhì)響應(yīng)對電磁場分布的影響
        2.3.1 電導(dǎo)率存在時的磁場演化
        2.3.2 電導(dǎo)率及手征電導(dǎo)率同時存在時的磁場演化
        2.3.3 電導(dǎo)率及手征電導(dǎo)率同時存在時的電場演化
    2.4 點粒子產(chǎn)生的電磁場在手征介質(zhì)中的演化
    2.5 本章小結(jié)
第3章 電磁場演化與分布的數(shù)值結(jié)果
    3.1 Glauber模型
        3.1.1 光學(xué)Glauber
        3.1.2 蒙卡Glauber
    3.2 重離子碰撞中磁場的計算
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 碰撞早期磁場的演化
        3.3.2 電導(dǎo)率對磁場演化的影響
        3.3.3 電導(dǎo)率及手征電導(dǎo)率對磁場演化的影響
        3.3.4 電導(dǎo)率及手征電導(dǎo)率對磁場空間分布的影響
    3.4 本章小結(jié)
第4章 相對論重離子碰撞中的極化效應(yīng)
    4.1 非相對論情形渦旋對極化的影響
        4.1.1 系綜和密度矩陣
        4.1.2 非相對論流體粒子平均自旋[S]
    4.2 相對論流體中渦旋對粒子極化的影響
        4.2.1 Wigner函數(shù)的介紹
        4.2.2 宏觀流的Wigner函數(shù)展開
    4.3 費(fèi)米子的極化
        4.3.1 軌道部分JOAM
ρμν

        4.3.2 自旋部分S^ρμν

        4.3.3 費(fèi)米子的平均自旋矢量
    4.4 整體極化效應(yīng)
第5章 AMPT模型計算A超子整體極化
    5.1 多相輸運(yùn)模型
    5.2 總軌道角動量
        5.2.1 總角動量的理論計算
        5.2.2 總角動量的數(shù)值計算
    5.3 速度場和渦旋場
        5.3.1 速度場的定義
        5.3.2 渦旋場的定義
    5.4 AMPT計算的場分布
        5.4.1 速度場的分布
        5.4.2 溫度場的分布
        5.4.3 熱渦旋場的分布
    5.5 整體極化數(shù)值結(jié)果
        5.5.1 整體極化的能量掃描
        5.5.2 共振態(tài)衰變的貢獻(xiàn)
    5.6 整體極化的實驗觀測
    5.7 整體極化對能量依賴的討論
    5.8 本章小節(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄A 文中部分公式的推導(dǎo)
    A.1 公式(2.59)的推導(dǎo)
    A.2 公式W⁽(0))(x,k) =0的驗證
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的研究成果



本文編號：3813817

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