强子物质热力学性质和非微扰CJT计算方法研究

摘要

本论文主要是从强子层次出发，以QHD理论为基础讨论了强子物质的热力学性质以及相关的非微扰计算方法问题。在场论中研究系统的热力学性质主要的理论基础是有限温度场论，本文在具体介绍了它的基本理论形式后，还进一步给出了它在λφ4模型中的应用。首先，我们在平均场近似下研究了核物质这一相变过程中核子有效质量的变化规律，发现了在相变过程中核子有效质量随温度、密度变化呈非单调变化，并进一步给出了在相变共存区中汽相和液相核子有效质量的值。同时在高温下也有工作表明核物质中会有一个从低密到高密的一级相变，在相变过程中，核子有效质量也是非单调变化的。另外，我们仔细分析了ZM模型如何改善核子有效质量的物理图像，并进一步分析了ZM模型中高温下的相变。本文中主要采用线性σ模型，通过CJT计算方法对π物质的热力学性质作了相应研究。作为工作的第一步，我们在讨论中忽略掉了介子的介质效应，核子有效质量的动量依赖以及真空的涨落贡献，最后得到了与核物质中平均场结果非常一致的计算结果，并且在整个计算过程中保证了系统的热力学自洽性。

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第一章前言

第二章理论基础

§2.1有限温度场论

§2.1.1虚时温度场论

§2.1.2实时温度场论

§2.2平均场方法

§2.2.1 QHD-I模型和平均场近似(MFT)

§2.2.2相对论Hartree近似和Hartree-Fock近似

§2.3 CJT双外源格林函数生成泛函计算方法

§2.3.1 CJT理论基本框架

§2.3.2λφ4模型中的CJT方法

第三章核物质相结构及核子有效质量

§3.1有关核物质的一些研究和模型发展

§3.2 QHD-I模型中的核物质相结构及核子有效质量

§3.3 ZM模型中非线性耦合常数展开及核子有效质量

第四章π物质中的手征相变和玻色凝聚

§4.1线性σ模型中的手征对称性和真空自发破缺

§4.1.1线性σ模型中的手征对称性

§4.1.2手征对称性的真空自发破缺

§4.2π物质中手征相变的热力学研究

§4.2.1有效质量gap方程和热力学状态方程的推导

§4.2.2数值计算和手征相变热力学分析

§4.3π物质中的玻色凝聚及其和手征相变的关系

第五章CJT计算方法在核物质研究中的应用

§5.1核物质中平均场方法和非微扰的CJT计算方法

§5.2 CJT计算方法在QHD-I模型中的表述

§5.3自能gap方程的求解和热力学自洽性的分析

§5.4 CJT方法数值结果与平均场结果的对照和讨论

第六章总结与展望

参考文献

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