強(qiáng)相互作用物質(zhì)的相結(jié)構(gòu)和對稱性對研究QCD理論、發(fā)展其處理方法、探索強(qiáng)相互作用下的物質(zhì)形態(tài)具有重要意義。其中同位旋物質(zhì)因其豐富的相結(jié)構(gòu)而受到廣泛的關(guān)注,在自然界中人們猜測其可能存在于致密星體內(nèi)部,在實(shí)驗(yàn)中可在中低能重離子碰撞中產(chǎn)生。在理論上,可以通過格點(diǎn)QCD模擬以及各種有效模型計(jì)算進(jìn)行研究。本文用QCD有效模型Nambu–Jona-Lasinio模型研究有限溫度有限同位旋化學(xué)勢下強(qiáng)相互作用系統(tǒng)的手征對稱性、同位旋對稱性和UA(1)反常等。文章中用平均場近似確定系統(tǒng)的序參量和相圖,然后在平均場近似的基礎(chǔ)上,用無規(guī)相近似構(gòu)造有效介子傳播子,進(jìn)而研究系統(tǒng)的介子質(zhì)量譜、夸克-反夸克散射相移、介子譜函數(shù)和拓?fù)浯呕实取Ｊ紫?我們用二味NJL模型研究系統(tǒng)在有限溫度有限同位旋化學(xué)勢下的手征對稱性和同位旋對稱性。在低溫高同位旋化學(xué)勢下,系統(tǒng)處于同位旋對稱性自發(fā)破缺的Pion超流相。超流相中非零的贗標(biāo)量凝聚(ˉuiγ5d 0)導(dǎo)致u、d夸克平均場傳播子混合,進(jìn)而導(dǎo)致有效介子傳播子中π+–π-–σ模式混合。文章還對超流相下,混合介子部分的夸克-反夸克散射相移和介子譜函數(shù)做了重新定義,新定義的散射相移和譜函數(shù)能準(zhǔn)確反映系統(tǒng)性質(zhì)。其次,本文用包含UA(1)反常的三味NJL模型研究奇異夸克對有限溫度有限同位旋化學(xué)勢下相結(jié)構(gòu)的影響。研究發(fā)現(xiàn)奇異夸克在正常相和超流相都和輕夸克有耦合,但耦合強(qiáng)度弱,對相結(jié)構(gòu)影響小。在超流相下贗標(biāo)量凝聚導(dǎo)致輕夸克平均場傳播子混合,但奇異夸克傳播子仍然獨(dú)立。UA(1)反常和贗標(biāo)量凝聚的共同影響導(dǎo)致超流相中有效介子傳播子出現(xiàn)復(fù)雜的標(biāo)量-贗標(biāo)量模式混合。在此基礎(chǔ)上,我們從手征對稱性和同位旋對稱性等方面研究了系統(tǒng)的介子質(zhì)量譜以及它們在超流相中的混合。最后,通過對比QCD和三味NJL模型軸矢流方程,我們在NJL模型中構(gòu)造了有效拓?fù)浜擅芏?并推導(dǎo)了有限溫度有限同位旋化學(xué)勢下的拓?fù)浯呕实谋磉_(dá)式。表達(dá)式顯示拓?fù)浯呕屎褪终髂邸②I標(biāo)量凝聚和UA(1)反常項(xiàng)耦合常數(shù)K關(guān)系緊密。數(shù)值計(jì)算表明:拓?fù)浯呕试谟邢尥恍芏认鲁霈F(xiàn)增強(qiáng),在有限溫度有限同位旋化學(xué)勢下,拓?fù)浯呕试诔飨嘧凕c(diǎn)處出現(xiàn)極小值。
【學(xué)位單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：O572.33
【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 背景知識和理論基礎(chǔ)
    1.1 標(biāo)準(zhǔn)模型
    1.2 量子色動力學(xué)
        1.2.1 漸近自由和夸克禁閉
        1.2.2 QCD系統(tǒng)的處理方法
    1.3 對稱性和守恒律
        1.3.1 Noether定理
        1.3.2 對稱性自發(fā)破缺和Goldstone定理
    1.4 量子多體物理理論
    1.5 量子色動力學(xué)相圖
        1.5.1 有限溫度有限重子數(shù)化學(xué)勢下的相圖
        1.5.2 有限溫度有限同位旋化學(xué)勢下的相圖
        1.5.3 有限溫度有限磁場下的相圖
    1.6 相對論重離子碰撞
    1.7 致密星體
第2章 有限同位旋化學(xué)勢下的Pion超流
    2.1 同位旋物質(zhì)
    2.2 有限同位旋密度下Pion超流的研究
    2.3 本文研究重點(diǎn)和章節(jié)安排
第3章 理論模型： Nambu–Jona-Lasinio模型
    3.1 Nambu–Jona-Lasinio模型
    3.2 有限溫度下的二味NJL模型
        3.2.1 巨正則系綜配分函數(shù)和熱力學(xué)勢
        3.2.2 平均場近似
        3.2.3 超出平均場近似的介子激發(fā)
        3.2.4 參數(shù)擬合和數(shù)值結(jié)果
    3.3 本章小結(jié)
第4章 Pion超流下的夸克-反夸克散射相移和介子譜函數(shù)
    4.1 拉氏量密度
    4.2 平均場近似
    4.3 無規(guī)相近似下的介子譜
    4.4 夸克-反夸克散射相移
    4.5 介子譜函數(shù)
    4.6 小結(jié)和展望
第5章 三味NJL模型下的同位旋物理
    5.1 三味NJL模型的拉氏量密度
    5.2 平均場近似下的介子凝聚
        5.2.1 序參量和相圖
        5.2.2 狀態(tài)方程
    5.3 無規(guī)相近似（RPA）下的介子激發(fā)
        5.3.1 μI= 0, T 0
        5.3.2 μI 0, T = 0
        5.3.3 μI 0, T 0
    5.4 有限同位旋密度下的拓?fù)浯呕?br>    5.5 小結(jié)和展望
第6章 總結(jié)和展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 常用特殊矩陣
    A.1 Pauli矩陣
    A.2 Dirac矩陣
    A.3 Gell-Mann矩陣
附錄B 夸克傳播子具有非對角元的熱力學(xué)勢
附錄C 費(fèi)米子松原（Matsubara）頻率求和公式
個(gè)人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張豐收,陳列文,李文飛,朱志遠(yuǎn);擠出流的同位旋效應(yīng)[J];高能物理與核物理;2001年05期

2 郭文軍,劉建業(yè),邢永忠;庫侖作用對同位旋分餾過程的影響[J];高能物理與核物理;2004年08期

3 郭文軍,劉建業(yè),邢永忠;同位旋依賴的動量相關(guān)作用對同位旋分餾過程的影響和機(jī)理[J];物理學(xué)報(bào);2005年07期

4 馮兆慶;;改進(jìn)的同位旋相關(guān)的量子分子動力學(xué)模型(英文)[J];IMP & HIRFL Annual Report;2008年00期

5 劉守漁,許弟余;淺析同位旋及同位旋守恒[J];川北教育學(xué)院學(xué)報(bào);1994年02期

6 馬余剛;原子核的同位旋對碎裂產(chǎn)物的影響[J];物理學(xué)報(bào);2000年04期

7 陳列文,張豐收,明照宇,李文飛,朱志遠(yuǎn);轉(zhuǎn)動集體流的同位旋效應(yīng)[J];高能物理與核物理;2001年04期

8 李文飛,徐瑚珊,張豐收,李劍鋒,陳列文;原子核多重碎裂中同位旋相分比的產(chǎn)生機(jī)理研究[J];物理學(xué)報(bào);2002年08期

9 邢永忠,劉建業(yè),郭文軍,左維,邸玉芳,李希國,李增花;多重碎裂的同位旋效應(yīng)和動量相關(guān)作用的影響[J];高能物理與核物理;2003年02期

10 郭文軍,劉建業(yè),邢永忠,左維,李希國;中能重離子碰撞中的同位旋分餾過程[J];高能物理與核物理;2003年10期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

1 夏濤;有限同位旋密度時(shí)的夸克物質(zhì)[D];清華大學(xué);2015年

2 李慶峰;重離子碰撞中的同位旋及近閾K產(chǎn)生[D];中國原子能科學(xué)研究院;2002年

3 榮健;同位旋相關(guān)的相對論微觀光學(xué)勢研究[D];中國原子能科學(xué)研究院;2004年

4 張英遜;中能重離子反應(yīng)中的同位旋效應(yīng)及核態(tài)方程的研究[D];中國原子能科學(xué)研究院;2005年

5 葉紹強(qiáng);利用同位旋相關(guān)的BUU模型研究重離子核反應(yīng)中的動力學(xué)偶極模式[D];中國科學(xué)院研究生院（上海應(yīng)用物理研究所）;2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前9條

1 劉鑫;用路徑分析方法研究熱核退激中的同位旋效應(yīng)[D];遼寧師范大學(xué);2014年

2 常盛;有限同位旋密度下核子的質(zhì)量分裂[D];廣西師范大學(xué);2007年

3 蘇海鵬;有限同位旋化學(xué)勢下手征相變的若干研究[D];華北電力大學(xué);2015年

4 周振肖;用自旋同位旋分道的方法研究Skyrme勢[D];蘭州大學(xué);2008年

5 陳融;同位旋相關(guān)的唯象核子有效相互作用[D];上海交通大學(xué);2012年

6 溫培威;Skyrme能量密度泛函研究原子核自旋—同位旋激發(fā)性質(zhì)[D];中國科學(xué)院研究生院（近代物理研究所）;2014年

7 趙前;相對論Hartree-Fock理論對核物質(zhì)同位旋依賴性質(zhì)的研究[D];蘭州大學(xué);2015年

8 賈一劍;同位旋相關(guān)的核子—核子散射截面的介質(zhì)修正研究[D];山西大學(xué);2009年

9 鄧洋鴿;原子核質(zhì)量的同位旋對稱性及系統(tǒng)學(xué)規(guī)律[D];廣西師范大學(xué);2012年

本文編號：2837347