【摘 要】
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对强相互作用物质的研究,特别是对其对称性的破缺和恢复,以及与之对应的相变现象的研究,仍然是目前理论物理领域的一个重要课题。随着研究的深入,人们自然地开始考虑更多的自由度,例如磁场和手征化学势等。这些自由度极大地丰富了QCD相图的结构,也加深了人们对于强相互作用体系的认识。同时,在天文学、粒子物理和凝聚态物理等众多领域,这些研究也具有着重要的应用。而作为研究强相互作用物质的重要实验手段,相对论重离子
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对强相互作用物质的研究,特别是对其对称性的破缺和恢复,以及与之对应的相变现象的研究,仍然是目前理论物理领域的一个重要课题。随着研究的深入,人们自然地开始考虑更多的自由度,例如磁场和手征化学势等。这些自由度极大地丰富了QCD相图的结构,也加深了人们对于强相互作用体系的认识。同时,在天文学、粒子物理和凝聚态物理等众多领域,这些研究也具有着重要的应用。而作为研究强相互作用物质的重要实验手段,相对论重离子碰撞中产生的磁场,以及其于QCD物质的相互作用,也有着重要的意义。在本文中我们对磁场与夸克物质的相互作用进行了一些研究。首先,利用势模型,我们研究了相对论重离子碰撞中的重要信号:粲夸克偶素,以及磁场对其的影响。我们考虑了不同动量区间的粲夸克偶素椭圆流的不同来源,并在我们的模型框架内对其作出了解释。特别是对于高横动量区间的粲夸克偶素,我们通过薛定谔方程描述正反粲夸克对在磁场中的演化,并与粲夸克偶素形成过程的唯像模型结合起来,得到了高横动量粲夸克偶素的非集体性质的椭圆流,并且可以解释实验结果。其次,在3+1维理想流体模型的基础上,我们引入守恒流方程以及反常输运项,建立起了可以非微扰地同时描述手征磁效应和手征涡旋效应的流体模型,利用该模型,我们对反常输运效应导致的电荷分离和正反粒子分离现象,以及对应的两粒子关联,特别是不同种类粒子的关联的实验结果进行了模拟。我们发现在RHIC加速器的能量和适中的对心度下,手征磁效应和手征涡旋效应的贡献是可以比拟的,并且可以大致解释实验观测的结果。我们还研究了电磁场下的费米子等时Wigner函数。从Nambu-Jona-Lasino有效模型出发,我们得出了在手征极限和非手征极限下的费米子等时Wigner函数满足的输运方程。通过半经典展开,我们得到了在一阶近似下的输运方程的解。在非手征极限下,我们利用该结果研究了电磁场下的手征对称性和UA(1)对称性的破缺。我们发现只有在考虑量子修正的情况下,电磁场会导致体系的UA(1)对称性破缺,同时手征凝聚和π凝聚之间存在着强烈的震荡效应。在手征极限下,我们推导出了手征输运方程,并证明其和精确到一阶的Wigner函数的输运方程是等价的。
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