强作用物质性质与致密星结构

The study of strongly interacting matter is meaningful not only for the formation and evolution of quark gluon plasma, but also for understanding the characteristics of the strong interaction such as quark confinement and asymptotic freedom. This project is to study the strongly interacting matter in particular the equation of state of quark matter at finite density and temperature with finite-size effect and its application to the frontiers in modern nuclear physics, such as structure of compact stars, transport properties related to collective modes, deconfinement phase transition, quark gluon plasm etc. Our purpose is to construct QCD inspired models theoretically with both confinement and asymptotic freedom, to look for the critic point and phase boundary experimentally, and to constraint model parameters on application of the astronomic observations, heavy-ion experimental data, and theoretical derivations. We hope to push forward investigation of new form matter and deepen our understanding laws of strongly interacting matter.

强作用物质研究不仅对于QCD 相变和高能重离子碰撞中QGP 的形成和演化具有重要意义，而且能够加深人们对于夸克禁闭和渐近自由等强相互作用基本特征的理解。本项目拟对强作用物质特别是夸克物质状态方程进行较为细致的研究，包括不同温度、密度环境、以及有限体积效应等,并应用于研究夸克物质相关的一些现代核物理前沿问题，主要包括致密星结构和与集体模式相关的输运特性，退禁闭相变，高能重离子碰撞中高温夸克物质的形成与演化等。我们在理论上根据QCD基本精神构建既包含禁闭作用也包含微扰效应的夸克模型，在实验上寻找临界点和相边界，在应用上结合天文观测、重离子实验数据、以及理论推导限定模型参数，使理论能够更好地符合实际和预言实验。期望进一步推动物质新形态的研究和加深对强相互作用规律的认识。

强作用物质是现代核物理研究的重要对象。本项目对夸克物质在不同温度、密度、电磁环境的性质以及有限体积效应等进行了较为细致的研究，主要包括QCD相变、致密星结构，与集体模式相关的输运特性，以及高能重离子碰撞中高温夸克物质的形成与演化等。我们发展了增强型微扰QCD模型（EPQ），扩展了等效质量模型，改进了NJL模型和准粒子模型，并应用于研究高密物质性质和致密星结构，得到一系列新结果。特别地，我们发现，EPQ模型由于采用快速收敛的跑动耦合常数，体粘滞系数跟传统值大1到2个数量级。这使得夸克星的阻尼时间可短至千分之一秒，从而最大质量可以达到太阳的2倍或以上。所得结果对于QCD相变和强相互作用的进一步研究很有意义。