磁场与涡旋中的量子输运理论

Rrelativistic heavy ion collisions is an important experimental method to study phase transition of strong interaction and hot dense matter called quark-gluon plasma. In non-central collisions, a strong magnetic field and strong vorticity is present. They interact with QGP and cause important phenomena such as anomalous transport. In order to study these phenomena quantitatively, quantum modifications to previous transport and hydrodynamics models are necessary. Wigner function provides an effective way to construct quantum transport model. Based on recent studies, we focus on studying the effect of magnetic field and vorticy on Wigner function, and giving prediction of experimental results.

相对论重离子碰撞是研究强相互作用相变和高温高密的夸克胶子等离子体的重要实验手段。在非对心的碰撞中产生的强磁场与涡旋与热密夸克物质相互作用，产生包括反常输运现象在内的重要现象。为了对这些现象进行定量描述，需要对过去的输运以及流体模型进行量子修正。Wigner函数提供了构造量子输运模型的有效方法。在现有研究成果的基础上，本项目主要研究磁场与涡旋对Wigner函数的影响，以及对实验结果的预言。

量子输运理论对于研究重离子碰撞实验中火球的演化，特别是其中涉及到磁场与涡旋的反常输运效应和粒子极化等现象有重要意义。为了能够更好的描述实验过程，对量子输运理论的进一步发展是有必要的。本项目集中于从碰撞项、质量修正和自洽引入粒子流三个方向对已有的成果进行了拓展。我们获得的主要结果有：理论上证明了费米子输运方程零质量极限的存在性，说明了在输运理论中零质量近似的合理性，并给出了小质量展开的具体形式；我们也解析推导了有相互作用体系的输运方程碰撞项的具体形式，并从碰撞项的角度研究了局域平衡的条件，并证明了只有全局平衡才能满足该条件。我们的研究有助于量子输运理论的发展，为从理论上更好地描述重离子碰撞中的非平衡输运问题做出了贡献。