《各向异性夸克胶子等离子体中夸克偶素态性质的研究》

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高能粒子物理研究的一个核心内容是探讨在高能重离子碰撞中可能形成的一种新的物质形态,即夸克胶子等离子体。通常认为,部分子的相互作用在夸克胶子等离子体中将呈现德拜屏蔽效应,从而导致强子束缚态的离解,而这种束缚态产额的压低最终会反应到实验中对双轻子谱等物理量的观测上。故此,讨论夸克偶素态的相关性质成为了理论上研究夸克胶子等离子体的一个重要方面。重夸克势能函数是描述夸克偶素态基本性质的重要物理量。基于有效屏蔽质量的思想,同时借助格点量子色动力学的模拟结果,课题组成功建立了在部分子分布各向异性的介质中重夸克势能实部与虚部的唯像模型;基于矩阵模型研究了相变点附近夸克胶子等离子体的状态方程,从而为利用流体力学来分析时空演化问题提供了可靠的初始条件;利用相关结果,预言了夸克偶素态在各向异性介质中的离解温度,从而为定量研究夸克胶子等离子体中束缚态产额的压低提供了条件。在有限温度微扰量子色动力学的实时理论框架下,计算了领头阶的胶子自能函数以及重求和的胶子传播子,进而在其静态极限下,通过傅立叶变换得到了重夸克势能函数的解析结果;通过引入有效屏蔽质量的基本思想,将上述结果的适用范围推广到任意各向异性的介质,完善了相关的讨论。利用格点量子色动力学的模拟数据,建立了势能虚部的非微扰模型,同时结合微扰区间的贡献,最终得到了在任意尺度、任意各向异性条件下均适用的重夸克势能函数,从而为研究束缚态问题提供了条件。基于各向异性流体力学分析夸克胶子等离子体的动力学时空演化依赖于初始条件的设定,因此需要确定强作用介质的状态方程;对于夸克偶素态的相关研究,通常关注的温度区间位于相变点附近,为该课题组采用矩阵模型讨论了这一区间内热动力学量的非微扰物理行为。利用所得结果,预言了夸克偶素态在介质中依赖于各向异性参数的离解温度,从而可以进一步研究束缚态在夸克胶子等离子体中的压低效应。项目实施期间,以独作、第一作者、通讯作者发表科研论文3篇,其中SCI 二区收录论文2篇,其他论文1篇;参与了多次国际国内重要学术会议,并报告了相关的研究成果;多次赴国内外其他高校和科研院所开展合作交流,并邀请同行专家来校进行学术访问,从而为学院相关学科的发展起到了促进作用;共培养硕士研究生3名。以上成果的取得,使课题组按要求完成了既定的考核指标。

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