丟失的對(duì)稱和質(zhì)量的起源 -解讀08年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)

非拓?fù)涔伦幽Ｐ椭蠸huryak相圖的研究舒崧（湖北大學(xué)物理學(xué)與電子技術(shù)學(xué)院）第十三屆中高能核物理大會(huì)，合肥，USTC，2009.11.51簡(jiǎn)介非拓?fù)涔伦幽Ｐ椭械膱?chǎng)方程和有效勢(shì)非拓?fù)涔伦幽Ｐ偷墓伦咏釹huryak相圖的討論總結(jié)2簡(jiǎn)介

RHIC實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在一定高溫時(shí)，QGP的性質(zhì)接近于理想流體，這需要系統(tǒng)中存在有較多的夸克的共振束縛態(tài)，同時(shí)也意味著此時(shí)夸克之間存在著較強(qiáng)的耦合，是一種強(qiáng)耦合的QGP(sQGP)。動(dòng)機(jī)：基于此，我們希望從一個(gè)基本理論模型出發(fā)來(lái)討論一下這個(gè)問(wèn)題。E.V.ShuryakandI.Zahed,Phys.Rev.C70,021901(2004).目前有不少文獻(xiàn)通過(guò)類庫(kù)侖勢(shì)來(lái)描述共振束縛態(tài)，但缺乏從基本的理論模型出發(fā)來(lái)討論此時(shí)強(qiáng)耦合的機(jī)制和共振束縛態(tài)的形成。3R.FriedbergandT.D.Lee,Phys.Rev.D15,1694(1977);16,1096(1977).T.D.Lee,ParticlePhysicsandIntroductiontoFieldTheory.Friedberg-Lee非拓?fù)涔伦幽Ｐ驼婵毡豢闯墒且粋€(gè)復(fù)雜的介質(zhì)，可以通過(guò)唯象的引進(jìn)一個(gè)標(biāo)量場(chǎng)并通過(guò)其非線性的自相互作用勢(shì)來(lái)描述。4Bagenergy=5E.k.Wang,J.R.Li,L.S.Liu,PRD41(1990)2288S.Gao,E.K.Wang,J.R.Li,PRD46(1992)3211S.H.Deng,J.R.Li,PLB302(1993)279H.Mao,M.J.YaoandW.Q.Zhao,PRC77(2008)065205有限溫度、密度下的FL非拓?fù)涔伦幽Ｐ?非拓?fù)涔伦幽Ｐ椭械膱?chǎng)方程和有效勢(shì)拉格朗日量：場(chǎng)量平移：經(jīng)平移后的為平均場(chǎng)部分，而為漲落部分其中：7場(chǎng)方程：（在平均場(chǎng)(MFT)近似下）其中：平移后拉格朗日量：（略去漲落的高階部分）8和是熱漲落，在MFT下：其中：9關(guān)于的場(chǎng)方程也可寫為：其中有效勢(shì)在MFT下：10Fig:有效勢(shì)曲線隨溫度的變化。從上到下溫度逐漸升高。有效勢(shì)關(guān)于場(chǎng)的曲線隨溫度的變化情形如右圖所示：兩個(gè)極小值點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)于微擾真空和物理真空。當(dāng)兩個(gè)真空簡(jiǎn)并時(shí)，袋常數(shù)為零，對(duì)應(yīng)著退禁閉相變發(fā)生。11非拓?fù)涔伦幽Ｐ偷墓伦咏鈱?duì)于場(chǎng)取靜態(tài)、球?qū)ΨQ情形：對(duì)于以上方程求解可求出相應(yīng)孤子解，由于方程右邊和有效勢(shì)有關(guān)，不同的有效勢(shì)場(chǎng)位形會(huì)對(duì)應(yīng)不同的孤子解。下面主要分兩種情形來(lái)討論。孤子方程12略去一階導(dǎo)數(shù)孤子方程：為求解此方程，我們要確定邊界條件。考慮一力學(xué)類比：一個(gè)小球在位勢(shì)中運(yùn)動(dòng)，如圖：邊界條件為：13（1）圖(a):有效勢(shì)關(guān)于的曲線圖(b):關(guān)于r的曲線隨著溫度升高，兩個(gè)真空的能量差減小，即袋常數(shù)減小。孤子為非拓?fù)湫?，在核子半?.6fm附近有一個(gè)峰值，峰值隨著溫度升高而增大。14(a)(b)圖(a):有效勢(shì)關(guān)于的曲線圖(b):關(guān)于r的曲線兩真空簡(jiǎn)并，袋常數(shù)為零，強(qiáng)子解體，退禁閉相變發(fā)生。孤子為拓?fù)湫汀?5圖(a):有效勢(shì)關(guān)于的曲線圖(b):關(guān)于r的曲線微擾真空為穩(wěn)定真空，系統(tǒng)已經(jīng)處于解禁閉狀態(tài)。出現(xiàn)峰值向下的非拓?fù)湫凸伦咏?，表明系統(tǒng)還存在著非禁閉型的帶色的束縛態(tài)。16當(dāng)有效勢(shì)的的極值點(diǎn)（真空）剛好消失，只剩下的極值點(diǎn)（真空）時(shí)，又會(huì)決定一個(gè)臨界溫度此時(shí)孤子解剛好消失，在就不再存在孤子解了。這說(shuō)明夸克帶色的束縛態(tài)進(jìn)一步解體，系統(tǒng)變?yōu)樽杂傻目淇四z子等離子體。禁閉型束縛態(tài)（強(qiáng)子）非禁閉的帶色的夸克束縛態(tài)自由的夸克膠子等離子體17（2）取定18包含一階導(dǎo)數(shù)借鑒等離子體研究中孤子邊界條件情形[*]，此時(shí)邊界條件不能類比力學(xué)中能量守恒的情形給出。邊界條件為：[*]《孤立子》，郭柏靈，龐小峰著，科學(xué)出版社(1987)。19零化學(xué)勢(shì)，有限溫度下：20Shuryak相圖的討論21總結(jié)在有限溫度有限密度下討論了FL模型的有效勢(shì)和孤子方程，并詳細(xì)求解了不同邊界條件下的孤子解。指出了在退禁閉相變的前后兩種孤子的物理意義不同：在退禁閉前，孤子解對(duì)應(yīng)的是夸克處于禁閉的強(qiáng)子狀態(tài)；在退禁閉后，孤子解對(duì)