mgr Aleksandr Dubinin

Promotor: prof. dr hab. David Blaschke

Thermodynamics of Mott dissociation of hadronic matter within a generalized Beth-Uhlenbeck approach

I recenzent: prof. dr hab. Wojciech Broniowski, IFJ PAN i IF UJK

II recenzent: prof. dr D. Ebert - Uniwersytet Humboldta, Berlin

Rozwijamy podejście termodynamiczne do chromodynamiki kwantowej (QCD) w obszarze przejścia fazowego, obejmując powstawanie i rozpad hadronowych stanów związanych kwarków z jednoczesną realizacją cech złamania symetrii chiralnej i uwięzienia kwarków. Wykorzystujemy efektywny teoriopolowy model typu Nambu–Jona-Lasinia ulepszony przez sprzężenie z pętlą Poliakowa dla mikroskopowego opisu niskoenergetycznej QCD w skończonych temperaturach i gęstościach barionowych. Dokonujemy bozonizacji reprezentacji sumy stanów w całce po drogach poprzez wprowadzenie pól kolektywnych w kanałach mezonowych i dikwarkowych i wyliczamy całkę po drogach w przybliżeniu gaussowskim dla fluktuacji w tych kanałach poza przybliżeniem pola średniego. Na tym poziomie uzyskujemy opis dysocjacji Motta mezonów i dikwarków, co jest zawarte w przesunięciach fazowych w ośrodku, jakie wchodzą do relatywistycznego równania stanu Betha-Uhlenbecka. W następnym kroku sprzęgamy kwarki i dikwarki jako kolorowe stopnie swobody z pętlą Poliakowa, co prowadzi do tłumienia ich obecności w obszarze złamanej symetrii chiralnej, gdzie pętla Poliakowa jest bliska zeru, przypominając uwięzienie efektywne. Opis ten rozszerzamy do przypadku 2+1 zapachów kwarków zapewniając w ten sposób jednolity opis materii kwarkowo-hadronowej z przejściem fazowym QCD od gazu hadronowego złożonego z mezonów skalarnych i pseudoskalarnych do plazmy kwarkowo-gluonowej, co jest podobne do odtworzenia symetrii chiralnej, uwolnienia kwarków i dysocjacji Motta hadronów. Nowym wynikiem w tym podejściu jest pojawienie się dodatkowego modu stanu związanego w ośrodku dla kaonu dodatniego, co może przyczynić się do wyjaśnienia efektu „rogu” dla stosunku K + /π + obserwowanego w zderzeniach ciężkich jonów. Przy porównywaniu wyników naszego podejścia z termodynamiką sieciowej QCD można zauważyć trzy różnice: (i) temperatura pseudokrytyczna Tc przejścia chiralne/uwolnione jest za wysoka, (ii) w wysokich temperaturach T & 2Tc granica Stefana-Boltzmanna dla ciśnienia nieoddziałujących kwarków i gluonów zawartych w naszym podejściu omija wyniki sieciowej QCD oraz (iii) gaz rezonansów hadronowych powinien zawierać więcej stanów hadronowych, w szczególności barionów. Aby rozwiązać te kwestie, (i) zawieramy reakcję wsteczną korelacji na polu średnim w ramach „Φ-derivable” podejścia Bayma i Kadanoffa do materii kwarkowo-hadronowej, (ii) dodajemy poprawki perturbacyjne z procesów rozpraszania kwark-gluon w rzędzie dwóch pętli oraz (iii) rozwijamy typowe podstawienie dla przesunięć fazowych w zastosowaniu do wszystkich składników gazu rezonansów hydronowych. W tym efektywnym podejściu Betha-Uhlenbecka do termodynamiki dysocjacji Motta hadronów w plazmę kwarkowo-gluonową otrzymujemy doskonały opis termodynamiki sieciowej QCD. Przedstawiamy widoki na dalszy rozwój modelu, aby rozważyć obszar dużych gęstości barionowych na wykresie fazowym QCD.
streszczenie , recenzja - prof. dr hab. W. Broniowski , recenzja - prof. dr D. Ebert