基于手征孤子模型的强子夸克相变热力学描述和应用

基本信息
批准号:11675048
项目类别:面上项目
资助金额:58.00
负责人:毛鸿
学科分类:
依托单位:杭州师范大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:金锦双,贺喜,周佳焕,李庆,廖立波,张思豪
关键词:
状态方程强相互作用有效模型热密强子物质手征对称性媒质效应
结项摘要

Based on the Polyakov-Quark-Meson model (PQM) and the Polyakov- Nambu-Jona-Lasinio model (PNJL), we will extensively study the hadron-quark phase transition, especially focus on the thermodynamical aspects of the hadron-quark phase transition. PQM and PNJL models have so far facilitated the investigation of the full QCD thermodynamics and phase structure at zero and finite quark chemical potential, while it has been shown that the bulk thermodynamic predictions of the model agree well with the lattice QCD data and the experiment. Moreover, the nontopological soliton of the PQM model or the PNJL model has been proven to be a successful approach for the description of the nucleon and hadron structure changes in the nuclear medium. Combining these two features together, while also requiring a soliton embedded in a thermal medium, the model provides a suitable working scheme to simultaneously study both the restoration of chiral symmetry and the possible dissolution of the soliton, which simulates the deconfinement transition of nuclear matter to quark matter. In order to obtain a more precise picture of the hadron-quark phase transition, we also include the effect of the strong magnetic field on the studies. Moreover, another interesting topic about the appearance of the inhomogeneous structures called “pasta”, which are brought about by the surface and the Coulomb interaction effects, will also be considered in the project. Finally, we will discuss some implications on supernova explosion and cooling of compact stars.

超越现有的理论模式和框架,我们的研究工作将利用Polyakov-Quark-Meson和Polyakov- Nambu-Jona-Lasinio手征孤子模型深入、系统地研究从强子相到夸克相热力学状态方程的一致性自洽描述。我们研究方法最大的优势是:一方面在强子相,理论方法能够很好地描述核子及强子在核物质和有限核中结构的改变,并考虑强子之间的叠加问题;另一方面在高温、高密情况下,无论对于连续过渡相变还是一级相变,理论方法自然地实现对夸克物质热力学性质及其相图结构的成功描述,且可以与格点QCD和相对论重离子对撞实验的结果进行直接比较。此外,实用性和有效性是我们发展该新研究途径的最大要求,所以我们还将引入强磁场的影响,以及包括库仑相互作用和表面能等有限尺度效应,探讨强子-夸克相变过程中可能存在的各向异性几何结构“Pasta”相,并且将所得结果检验应用到超新星爆发和致密星体的结构等问题中。

项目摘要

利用平均场近似方法,把热密物质分别看成是组分夸克物质和核物质的情况下,我们研究了Polyakov圈拓展的夸克介子模型手征孤子的物理性质随温度和密度的演化行为。研究发现如果把热密物质看成是夸克物质,那么在高温、低密区域QCD相变是过渡相变,而在低温、高密区域是一级相变。反之,如果把热密物质看成是核物质,那么QCD相变都是过渡相变,具体的物理特性是核子很容易发生叠加。此外,利用Friedberg-Lee模型和夸克介子模型,我们讨论了强一级强子夸克相变和弱一级强子夸克相变的动力学核合成过程,计算了体系的表面张力、临界半径和体系自由能的改变等重要物理量,给出了薄壁近似的适用条件。我们的研究工作将为相对论重离子对撞实验和中子星早期结构演化提供必要的参考。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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