论文题目: 强子物质热力学性质和非微扰CJT计算方法研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 理论物理
作者: 舒崧
导师: 李家荣
关键词: 强子物质,强作用,非微扰方法,重求和,核物质,平均场方法,有效场论,核多体理论,有限温度场论,有效质量,汽液相变,模型,线性模型,物质,手征对称性,真空对称性自发破缺,玻色爱因斯坦凝聚,方法,热力学自洽性
文献来源: 华中师范大学
发表年度: 2005
论文摘要: 强子物质性质的研究在低能核物理、高能重离子碰撞物理以及天体物理的研究中都有着重要意义。由于理论上已经知道强子是由夸克组成的,原则上来讲,强子物质的性质应能直接由最基本的夸克层次上的动力学理论量子色动力学(QCD)来描述,但是由于QCD理论非微扰计算上的困难以及强子间相互作用本身的复杂性,使得这一方面理论上的工作很难进行。目前对强子物质性质的研究主要是从QCD理论基本对称性要求(如:因果性,洛仑兹协变性,规范对称性,手征对称性和守恒律)出发来发展有效QCD理论,如手征微扰理论等,或者直接在强子层次上建立以强子动力学为基础的量子强子动力学模型(QHD)。本论文主要是从强子层次出发,以QHD理论为基础讨论了强子物质的热力学性质以及相关的非微扰计算方法问题。 在场论中研究系统的热力学性质主要的理论基础是有限温度场论。在理论基础部分我们具体介绍了它的两种理论表述形式:虚时形式和实时形式。而文中的所有讨论是在虚时温度场论的框架下进行的。由于强子物质的研究要用到非微扰的计算方法,我们在理论基础中主要介绍了平均场方法和非微扰的CJT计算方法。平均场方法是早期在核物质研究中能处理强作用的最常用也是最成功的计算方法。它主要是将核物质中的介子场当经典场处理,并通过核多体理论方法来求其场的基态或热力学平均值,或者通过热力学平衡条件来定介子平均场的值。平均场近似还可以通过场论中对核子完全传播子作费曼图展开,并自洽求解在Hartree或Hartree-Fock近似下的核子自能而得到。在场论中,CJT方法也是能处理非微扰效应的计算方法。它是早期由Cornwall,Jackiw和Tomboulis在研究对称性自发破缺问题中,通过有外源的格林函数生成泛函计算方法发展出来的一套比较系统的重求和计算技术。非微扰的效应通过自洽地对无穷多的高阶圈图进行重求和而被包含进来。在具体介绍了它的基本理论形式后,我们还进一步给出了它在入φ~4模型中的应用。 核物质是指成分粒子为核子并由介子来交换相互作用的多粒子体系。核物质概念最初是由对有限核(即原子核)的研究中抽象出来的。早期对有限核研究比较可靠的办法是Brueckner-Hartree-Fock(BHF)方法。它主要是通过核子核子间实验散射数据来定相互作用势从而能研究有限核及核物质的方法。后来被发展到相对论BHF(DBHF)方法。而同时由Walecka等人提出的建立在强子动力学基础上的
论文目录:
第一章 前言
第二章 理论基础
§2.1 有限温度场论
§2.1.1 虚时温度场论
§2.1.2 实时温度场论
§2.2 平均场方法
§2.2.1 QHD-Ⅰ模型和平均场近似(MFT)
§2.2.2 相对论Hartree近似和Hartree-Fock近似
§2.3 CJT双外源格林函数生成泛函计算方法
§2.3.1 CJT理论基本框架
§2.3.2 λφ~4模型中的CJT方法
第三章 核物质相结构及核子有效质量
§3.1 有关核物质的一些研究和模型发展
§3.2 QHD-Ⅰ模型中的核物质相结构及核子有效质量
§3.3 ZM模型中非线性耦合常数展开及核子有效质量
第四章 π物质中的手征相变和玻色凝聚
§4.1 线性σ模型中的手征对称性和真空自发破缺
§4.1.1 线性σ模型中的手征对称性
§4.1.2 手征对称性的真空自发破缺
§4.2 π物质中手征相变的热力学研究
§4.2.1 有效质量gap方程和热力学状态方程的推导
§4.2.2 数值计算和手征相变热力学分析
§4.3 π物质中的玻色凝聚及其和手征相变的关系
第五章 CJT计算方法在核物质研究中的应用
§5.1 核物质中平均场方法和非微扰的CJT计算方法
§5.2 CJT计算方法在QHD-Ⅰ模型中的表述
§5.3 自能gap方程的求解和热力学自洽性的分析
§5.4 CJT方法数值结果与平均场结果的对照和讨论
第六章 总结与展望
参考文献
完成及发表论文目录
致谢
发布时间: 2005-07-22
参考文献
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