Center of Chiral

Biophotonics

~School of Biomedicine~

Название: Исследование плотной барионной материи методами решеточной квантовой хромодинамики (ENG).

Грант РФФИ: 18-02-40130 мега

Руководитель: проф. В. Борняков

Участники проекта:
  • Бегун Александр Михайлович
  • Гой Владимир Александрович
  • Корнеев Анатолий Анатольевич
  • Котов Андрей Юрьевич
  • Мартемьянов Борис Вениаминович
  • Накамура Ацуси
  • Рогалёв Роман Николаевич

Аннотация

Одной из главных задач теоретической физики в области сильных взаимодействий элементарных частиц является изучение КХД при ненулевом барионном химическом потенциале. Важность этой задачи определяется необходимостью знания свойств КХД при ненулевой барионной плотности для понимания результатов экспериментов по столкновениям тяжелых ионов, а также свойств компактных звезд.

Решеточная КХД является одним из немногих теоретических подходов, который позволяет исследование непертурбативных свойств КХД, исходя из первых принципов квантовой теории поля. Важные результаты (температура перехода, уравнение состояния) были получены в решеточной КХД при нулевом барионном химическом потенциале и ненулевой температуре. Однако, при ненулевом барионном химическом потенциале стандартные методы вычислений в решеточной КХД не работают. Есть способы получить довольно надежные результаты при небольших значениях барионного химического потенциала, например, вычисление коэффициентов ряда Тейлора. Однако методов вычислений для больших значений барионного химического потенциала пока нет. В этой ситуации рядом авторов было предложено изучение теорий, которые по своим свойствам могут быть близки к свойствам КХД при больших значениях барионного химического потенциала. В данном проекте мы будем изучать одну из таких теорий - КХД с калибровочной группой SU(2), или SU(2) КХД.

SU(2) КХД, является простейшей неабелевой калибровочной теорией без проблемы знака при конечной плотности кварков. Данный проект направлен на изучение свойств и вычисление большого числа физических наблюдаемых в этой теории при ненулевой температуре и большой кварковой плотности, а также на разработку и проверку новых методов вычислений, применимых в обычной 3-х цветной решеточной КХД при больших значениях барионного химического потенциала. Полученные результаты также позволят создать полигон для проверки других непертурбативных подходов при конечной плотности, которые включают дополнительные упрощения или допущения.

Планируется изучить такие явления как переход конфайнмент - деконфайнмент в фазовой плоскости температура - кварковый химический потенциал, свойства цвето-магнитного сектора теории при больших значениях кваркового химпотенциала. Мы также планируем изучить уравнение состояния, механизм образования массовой щели в фермионном спектре, свойства глюонов в плотной среде, влияние плотной среды на топологические свойства КХД, возможность существования кваркионной фазы в этой теории, флуктуации кварковой плотности.

Результаты, полученные в данном проекте, позволят сделать предсказания для КХД с большой барионной плотностью и низкой температурой - областью фазовой диаграммы, критически важной для будущих экспериментов на ускорительном комплексе NICA. Помимо этого, результаты представленного проекта, будут важны в различных приложениях к физике нейтронных звезд.



Доклады на конференциях:
  1. Nakamura A. Canonical partition functions in lattice QCD at high temperature.
    The 37th International Symposium on Lattice Field Theory (Lattice 2019).
    Wuhan, China, June 16 to June 22, 2019
  2. Bornyakov V. Confinement-deconfinement transition in QC_2D at T=0 and large quark density.
    The 8th International Conference on New Frontiers in Physics (ICNFP 2019).
    21-29 August 2019, Kolimbari, Greece.
  3. Rogalev R. Gluons in two-colour QCD at high baryon density.
    The 8th International Conference on New Frontiers in Physics (ICNFP 2019).
    21-29 August 2019, Kolimbari, Greece.
  4. Nakamura A. Finite Density Lattice QCD for NICA energy regions.
    The II International Workshop on Theory of Hadronic Matter Under Extreme Conditions.
    Dubna, 16-19 September 2019
  5. Bornyakov V. Phase structure of QC_2D at T=0 and large quark density.
    The II International Workshop on Theory of Hadronic Matter Under Extreme Conditions.
    Dubna, 16-19 September 2019
  6. Rogalev R. Gluon propagators in QC_2D at high baryon density.
    The II International Workshop on Theory of Hadronic Matter Under Extreme Conditions.
    Dubna, 16-19 September 2019

Публикации:
  1. Density and correlations of topological objects near the transition temperature in lattice gluodynamics.
    V.G. Bornyakov, E.M. Ilgenfritz, B.V. Martemyanov.
    e-Print: arXiv:1908.08709 [hep-lat]