有关强作用物质性质和结构的研究

The property and structure of strongly interacting matter is always one of the frontier research fields, which is focused by particle and nuclear physics community. In recent years, many related experimental equipments and detectors will be constructed or upgraded and put into operation, and will bring about great challenges and opportunities to the existing theories. The solution of many of the fundamental problems related to the property and structure of strongly interacting matter needs close coordination of theory and experiment. Therefore, the study of properties of ground state and excited states of hadrons, hadron structure, hadron form factors, parton distribution function, and other physical quantities have drawn wide attention. In addition, studies on the phase transitions of strong interacting matters can help us to understand the origin of the observable mass in the universe and the nature of the early universe, as well as the nature of compact star. The nature of the phase transitions of strongly interacting matters, the existence and location of CEP, the influence of strong external magnetic field and chiral chemical potential on the relevant physical quantities and physical processes, hadronic spectrum, exotic hadron states, decompose of gauge fields and similar issues are also focuses of theoretical and experimental studies. This project intends to adopt Dyson-Schwinger equations approach, Bethe-Salpeter equations, Faddeev Equations, and extended quark models, which have good QCD foundation, to analyze and study the above related issues.

强作用物质的性质和结构一直都是核物理和粒子物理学界关注的前沿研究领域之一。近年来，有许多相关的实验设备与探测器即将完成建造或升级并投入运行，给现有理论带来了很大的挑战和机遇。解决强作用物质的性质和结构领域的众多基本问题需要理论和实验的密切配合。因此，基态和激发态强子性质，强子结构，强子的形状因子，部分子分布函数等物理量的研究引起了人们的广泛重视。此外，强作用物质相变的研究有助于理解宇宙中可观测质量的起源和早期宇宙的性质，以及有关致密星性质的讨论等。关于强作用物质的相变，CEP的存在性及位置，强外磁场和手征化学势对相关物理量和物理过程的影响，强子谱，奇特强子态，规范场的分解等问题也是理论和实验上研究的热点。本项目拟在有很好QCD基础的Dyson-Schwinger方程、Bethe-Salpeter方程、Faddeev方程、以及扩展的夸克模型等理论和方法框架下，对上述相关问题进行分析探讨。

研究总体上按照原计划书进行。对于 QCD 相图，我们利用Dyson-Schwinger方程，（P）NJL 模型，skyrmion 模型 以及组分夸克模型系统的研究了有限温、有限密、有限同位旋、有限手征化学势、有限尺寸、强磁场环境中的QCD相图。为了更好的模拟中子星和相对论重离子碰撞过程，我们还进一步研究了有限尺寸（包括不同的几何形状）和旋转对QCD相变的影响; 我们利用Dyson-Schwinger 方程结合Bethe-Salpeter方程、Faddeev方程及高Fock态的夸克模型多高斯基展开方法研究奇特强子态，并利用得到的强子波函数来强子内的各种分布，譬如部分子、核子质量、动量、角动量等。在研究过程中，我们还发展了自洽的相对论平均场方法以及超越平均场近似的方法，这些方法是普适的，可以应用在诸如凝聚态等物理系统;在强子结构研究中，针对夸克与胶子的能量-动量张量和角动量张量定义长期存在的争议，尤其是正则表达式和对称表达式的物理意义及其适用性问题，我们经过长期的探索和细致认真的分析，最终发现可以用动量流的测量来区分两种能量-动量张量表达式。