基于CJT方法和朗道相变理论对强作用物质相变机制的研究

本项目主要基于场论有效理论模型对强作用物质的相变机制进行研究。在退禁闭相变研究中，主要采用非拓扑孤子模型，从真空改变的角度探讨相变的机制，在平均场的基础上考虑量子涨落，讨论场位形空间中真空简并时的隧穿效应，从而对从强子物质到夸克物质的crossover转变给出一定的解释。同时还要重点讨论孤子解在退禁闭相变前后的表现，特别是退禁闭后的孤子束缚态的物理性质。在手征相变研究中，主要采用线性sigma模型，在考虑有费米子贡献时，讨论超越平均场的CJT计算方法，并对相变的过程和热力学表现进行研究。同时在有限温度，有限密度下讨论手征相变中孤子解的变化，并仔细研究这种孤子解所对应的束缚态的物理性质。进一步在场论的有效理论基础上还将运用朗道相变理论对手征相变和退禁闭相变进行研究，探讨自由能函数对相变序参量的展开，并把涨落效应引入，对以上两种相变的物理机制和两者的物理联系作深入探讨。

本项目主要基于非拓扑孤子(FL)模型和线性sigma模型，采用CJT方法和平均场方法并结合朗道展开方法对强作用物质的相变以及平滑过渡即crossover的机制进行了研究。在FL模型中，一方面，通过研究系统在退禁闭前后的孤子解，指出了退禁闭后的孤子对应强耦合夸克束缚态，从而给出了sQGP的一种物理形成机制，并且给出了具有强子相、sQGP相和弱耦合QGP(wQGP)相的温度-化学势相图。另一方面，通过研究真空的改变和隧穿，讨论了退禁闭相变中发生真空隧穿的可能性，采用场论中路径积分的方法推导并计算了在场位形空间中的真空隧穿几率，并指出了强子物质与夸克物质之间的crossover可以通过物理真空与微扰真空之间的隧穿来实现，从而给出了在退禁闭相图上，沿化学势减小，温度增加的方向存在一阶相变到crossover的转变，并存在临界截点。再一方面，我们还将模型中标量场的物理真空值看作退禁闭相变的序参量，结合朗道相变理论进一步讨论了退禁闭相变的相结构和相临界点的问题，考虑涨落可能的非线性效应所带来的贡献，得到了包含三临界点的由强子相到夸克相转变的相图。另外，在非微扰计算方面，我们采用CJT方法经过一定的近似处理得到了与平均场近似完全一致的结果，从中可以清楚的看到CJT方法和平均场近似之间的关联。最后，在线性sigma模型中，我们在平均场近似下讨论了手征相变相图，并数值计算了此模型中有限温度和密度下的手征孤子解。