夸克物质中自旋效应和粘滞效应的研究

摘要

本文前两章主要讨论重离子碰撞产生的夸克物质中的整体极化现象，在核核碰撞的反应平面内，由于参加碰撞的核子数目不同，流速不同，在反应平面内沿垂直于碰撞轴的方向就有流速梯度，从而产生与反应平面垂直的轨道角动量．通过轨道角动量与自旋耦合，产生夸克整体极化效应．一种简单的静态势模型在小角散射近似下给出了自旋-轨道作用下夸克的整体极化效应，我们把小角近似下的有效静态势推广到包含介质效应的硬热圈的胶子传播子．并在小角近似和超出小角近似的情况下计算了夸克的极化度．发现极化度依赖于介质温度和粒子入射能量的比值．另外我们从场论严格推导出关于碰撞参数空间的微分截面的表达式；在领头级近似下给出了与小角近似的结果，该结果与传统方法一致；此外，我们还计算了夸克-胶子散射的情况． 在理想流体情况下，中子星会产生所谓的r-模不稳定性，它将导致中子星辐射引力波，从而带走自转能量，最终使天体自转减慢，但粘滞能抑制这种不稳定性．我们给出了星体不同振荡模式下的通用的体粘滞公式，该公式能复原简单流体的结果，传统方法用的是从体积做功推导出的体粘滞公式，我们首次用熵增方法推导出体粘滞公式，这种方法即使在多元流体系统中也能保持体粘滞的正定性，我们还用熵增方法给出了不同反应过程和不同振荡模式下的结果．对于几个反应的耦合过程，我们的公式能够直观地显示，不同反应对体粘滞的贡献以及相互作用的影响． 本论文的主要结果如下： ·运用硬热圈的胶子传播子给出了超出小角近似下夸克的整体极化度． ·从场论严格推导出关于碰撞参数空间的微分截面的表达式，小角近似下，领头级的结果与传统方法一致．给出了夸克-胶子散射的极化和非极化的在碰撞参数空间的微分截面． ·给出了星体不同振荡模式下的通用的体粘滞公式，能复原简单流体的结果和奇异夸克散度为0极限条件下的结果． ·传统方法用的是从体积做功推导出的体粘滞公式，我们首次用熵增方法推导出体粘滞公式，并给出了不同反应过程和不同振荡模式下的结果，对于几个反应参加的耦合过程，新的体粘滞公式能够直观的给出不同反应对体粘滞的贡献以及它们之间的相互作用对体粘滞的贡献．

目录

文摘

英文文摘

声明

致谢

完成及发表文章，如下

第一章引言

第二章夸克物质的整体极化

§2.1 QCD整体极化研究介绍

§2.1.1轨道角动量

§2.2 HTL传播子

§2.3关于反应平面的整体极化

§2.3.1碰撞参数空间的夸克极化

§2.3.2小角近似下的结果

§2.3.3利用HTL胶子传播子得到的解析结果

§2.3.4数值结果

§2.4实验验证：矢量介子自旋排列、超子极化和光子圆极化

第三章 部分子散射过程中的整体极化效应

§3.1传统方法在处理关于碰撞参数空间的微分截面的不确定处

§3.2碰撞参数空间的微分截面

§3.3夸克-夸克散射

§3.4夸克-胶子散射

第四章夸克和奇异夸克物质中体粘滞的研究

§4.1前言

§4.1.1介绍

§4.1.2 r-模稳定性

§4.2体粘滞计算公式

§4.3速度散度与反应速率

§4.3.1介绍

§4.3.2反应速率

§4.3.3速度散度

§4.4体粘滞不同模式的解

§4.4.1简单流体

§4.4.2多元流体

§4.4.3流体通用模式

第五章 奇异夸克物质体粘滞新的计算方法

§5.1用熵增的方法推导体粘滞公式

§5.1.1从体积功的角度考虑一个周期系统内能的变化

§5.1.2从熵增的角度考虑一个周期系统内能的变化

§5.2熵增方法的推导及结果

§5.2.1非轻子过程，UrcaⅠ和UrcaⅡ过程

§5.3包含色超导项的讨论

§5.4 QCD物质中体粘滞的研究

§5.4.1 Boltzmann方法

§5.4.2 Ads/CFT对偶

第六章总结

附录

参考文献