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强耦合库仑场中重夸克偶素的谱函数及其熔解

作　者: 候艳丽
导　师: 侯德富；任海沧
学　校: 华中师范大学
专　业: 理论物理
关键词: 夸克偶素自由能内能势模型结合能半径色屏蔽熔解温度
分类号: O572.33
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 7次
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内容摘要

夸克胶子等离子体,即QGP,是一种新的物质形态。这种物态的组成成分是自由的夸克与胶子,在QGP中夸克是退禁闭的,关于这种物质形态的存在,在理论上是由有限温度时规范场论所预言的,证明在高温高密环境下强子物质会通过退禁闭相变而转变到夸克胶子等离子体相,从而产生一种新的物质形态。在实验上高能重离子碰撞机就是通过把巨大的动能转变为热能,以创造出参加反应的强子物质发生相变的条件,从而研究QGP的性质。夸克偶素的性质可以作为QGP的背景来研究,格点QCD理论和势模型理论是研究非相对论情况中有限温度下夸克偶素性质的两个主要理论方法。研究在强耦合库仑场中重夸克偶素的性质是本文的主要研究内容。通过把Ads/CFT中由内能和自由能得出的引力势作为夸克与反夸克之间的相互作用有效势,根据非相对论情况中两体体系的定态波函数所满足的方程,我们得出了非相对论情况下重夸克偶素谱函数及其熔解温度。把重夸克偶素看成是一个重夸克与其反夸克的相对论束缚态,则相对运动的波函数应满足两体Dirac方程,它属于两体相对论问题,可以通过一个或几个正则变换,把含有奇异算符的Dirac粒子哈密顿量转化到哈密顿算符不含有奇异算符的表象中,根据非相对论近似分离出四分量波函数方程,从而使两体问题转变为单体问题进行研究。本文尝试性的根据类氢原子模型,通过研究单体Dirac方程而对重夸克展开探讨。我们得出了重夸克偶素的束缚态半径及其结合能与温度的关系,最后由谱函数密度与能量密度的关系图形得出了重夸克偶素各束缚态的熔解温度,并与非相对论情况下的夸克偶素熔解温度进行对比。我们的研究结果表明：在非相对论情况下,随着温度的升高各夸克偶素结合能迅速减小,即夸克偶素内夸克与反夸克之间的束缚变得越来越弱,当结合能足够小时,夸克偶素就会被热波动所熔解；相同背景下b夸克偶素的熔解温度要高于c夸克偶素的熔解温度。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
第一章引言  7-12
  §1.1 基本粒子  7-9
  §1.2 高能重离子碰撞  9-10
  §1.3 夸克胶子等离子体  10-11
  §1.4 本文的结构  11-12
第二章理论基础  12-19
  §2.1 两体体系的定态薛定谔方程  12-13
  §2.2 相对论性波动方程  13-15
    2.2.1 Klein-Gordon方程  13-14
    2.2.2 Dirac方程的引进  14-15
  §2.3 Dirac粒子的自旋  15-17
  §2.4 中心力场中Dirac方程的定态波函数  17-19
第三章热QCD介质中重夸克偶素的势模型  19-30
  §3.1 非相对论情况下重夸克偶素束缚态径向谱函数  19-28
  §3.2 重夸克偶素的熔解率  28-29
  §3.3 小结与讨论  29-30
第四章库仑场中重夸克偶素的相对论效应  30-46
  §4.1 强耦合库仑场中定态Dirac方程的径向解  30-33
  §4.2 重夸克偶素的束缚态结合能  33-38
  §4.3 重夸克偶素的束缚态半径  38-42
  §4.4 重夸克偶素的束缚态径向谱函数及其熔解温度  42-46
第五章总结与展望  46-48
参考文献  48-50
致谢  50-51

强耦合库仑场中重夸克偶素的谱函数及其熔解

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