十重态重子和轻味介子质量对温度的依赖

摘要

量子色动力学（QCD）是规范群为SU(3)的规范场论，它描述强相互作用且具有渐近自由和夸克禁闭两个重要性质。在强子尺度上，强相互作用耦合常数变得非常大，微扰方法不再适用，而实际中的实验大部分发生在强子尺度上，这就要求我们发展非微扰方法。QCD求和规则是一种基于QCD第一原理的非微扰方法，它是描述强子的质量谱和衰变性质等非微扰现象的强有力的理论工具。随着重离子碰撞实验的发展，产生了大量的热密物质，这引起了人们对强子在有限温度有限密度下性质研究的兴趣。
　　1986年，Bochkarev和Shaposhnikov将零温时的QCD求和规则推广到有限温度，经过二十多年的发展和完善，目前有限温度下的QCD求和规则已广泛地应用于强子热力学性质的研究。在现有的文献中，关于有限温度下QCD求和规则的工作主要集中在对介子的研究，而对于重子，相关的工作相对比较缺乏。因此对重子的研究具有一定的理论意义。在本文中，我们利用有限温度下的QCD求和规则研究了十重态重子质量，发现十重态重子质量在温度T≤0.11GeV时不随温度变化，而当温度大于0.11GeV时，重子质量随着温度的增加而急剧减小。并且进一步研究了轻标、赝标、矢量和轴矢介子等的质量对温度的依赖关系，对于轻标介子σ(600)、赝标介子η、矢量介子ρ和轴矢介子a1，当温度分别低于0.15GeV、0.16GeV、0.14GeV和0.15GeV时，他们的质量不随温度变化，而大于相应的温度时，质量随温度的增加而急剧减小。根据本文得到的结果，我们知道强子质量随温度的变化行为是非常相似的，这意味着QCD存在从强子态到夸克——胶子等离子体的相变。

目录

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符号列表

第一章 绪论

1.1 量子色动力学简介

1.2 QCD求和规则

1.2.1 内插流和关联函数

1.2.2 算符乘积展开与理论表示

1.2.3 唯象表示

1.2.4 Borel变换和求和规则

1.3 有限温度下的QCD求和规则

1.4 本文工作

第二章 十重态重子的质量随温度的变化

2.1 引言

2.2 QCD求和规则的推导

2.2.1 理论表示部分

2.2.2 唯象表示

2.2.3 求和规则

2.3 数值计算

2.4 小结

第三章 轻味介子质量对温度的依赖

3.1 引言

3.2 理论表示

3.2.1 轻标介子

3.2.2 轻赝标介子

3.2.3 轻矢量介子

3.2.4 轻轴矢介子

3.3 唯象表示

3.4 求和规则的推导

3.5 数值计算

3.6 小结

第四章 总结与展望

致谢

参考文献

作者在学期间取得的学术成果