發(fā)布時間：2017-09-26 05:07

  本文關鍵詞：磁場和手征化學勢對費米系統(tǒng)中相變的影響

  更多相關文章： 磁場 手征化學勢 集體模式 反磁催化 dHvA振蕩

【摘要】：高能核物理中,受近年來手征磁效應研究的啟發(fā)和在格點量子色動力學計算中反常磁場效應發(fā)現(xiàn)的激發(fā),人們在色動力學相變的研究中越來越多地考慮磁場和手征化學勢的效應。這方面的研究,一方面可以增進對目前已知結果的理解,另一方面也可以加深人們對這些物理量的效應的全面認識。本論文著眼于實際研究的需要以及個人研究的興趣,全面討論了磁場和手征化學勢對手征相變、π超流相變和色超導相變的影響。其中,對于磁場下帶電荷的π超流相變和色超導相變的研究,我們分別采用金斯堡-朗道展開方法和“旋轉”磁場的辦法簡化問題的討論。另外,因為之前手征化學勢的效應的討論比較少,我們還系統(tǒng)地討論了在不同維度下它對手征恢復相變以及集體模式的影響。從計算結果來看,手征凝聚和色凝聚都隨著磁場的增大而增大(磁催化效應),但是π超流會隨磁場增大而更不容易存在(反磁催化效應)。隨著手征化學勢的增大,手征凝聚、π凝聚和色凝聚都會增大,這是因為他們都是相同手性粒子(或正反粒子)之間的凝聚。如果同時考慮磁場和手征化學勢,則會產生有趣的dHvA振蕩效應——這種效應的產生不僅與相變的類型有關,還與研究的維度有關。不同維度下,手征化學勢的存在總是更有利于手征凝聚的產生的——只要吸引的耦合常數不為零,非零的手征化學勢必然意味著非零的手征凝聚,這與磁場的效應很相似。除此之外,論文還討論了高密時色超導中晶體結構的LOFF態(tài)的存在以及密度和磁場對2+1維系統(tǒng)拓撲相變的影響。我們利用小矩陣近似的方法較準確地得到:在傳統(tǒng)的LO態(tài)到正常態(tài)的相變點附近,體立方結構的序參數更容易存在。對于BCS-BEC拓撲相變,利用非相對論的有限溫度場論方法研究發(fā)現(xiàn):集體激發(fā)模式的聲速對應于熱力學勢的二級偏導,同樣是可以反映拓撲相變的行為的。磁場下Kosterlits-Thouless相變的研究很復雜,但是利用Ritus方法最終可以寫出考慮了手征化學勢后的能隙方程和相位剛度的顯式表達式;研究表明:單獨的磁場會增大Kosterlits-Thouless相變的溫度,但是進一步考慮手征化學勢后相變溫度隨磁場會出現(xiàn)一個低谷——這同樣是dHvA振蕩效應。
【關鍵詞】：磁場 手征化學勢 集體模式 反磁催化 dHvA振蕩
【學位授予單位】：清華大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：O571
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 QCD相變及拓撲相變9-27
• 1.1 強磁場中的QCD相變10-18
• 1.1.1 反磁催化和手征磁效應10-12
• 1.1.2 手征對稱性破缺和恢復12-14
• 1.1.3 色超導中的磁效應14-16
• 1.1.4 π超流中的磁效應16-18
• 1.2 QCD物質中的LOFF態(tài)18-20
• 1.2.1 目前的研究進展18-19
• 1.2.2 QCD中的LOFF態(tài)相圖19-20
• 1.3 拓撲相變20-23
• 1.3.1 Kosterlitz Thouless相變21-22
• 1.3.2 超冷原子中的拓撲相變22-23
• 1.4 四費米子相互作用理論23-25
• 1.5 論文的組織和符號約定25-27
• 第2章 手征化學勢的一般效應27-41
• 2.1 能隙方程和激發(fā)模式27-31
• 2.2 1 + 1維費米子系統(tǒng)31-33
• 2.2.1 手征對稱性破缺31-32
• 2.2.2 集體激發(fā)模式32-33
• 2.2.3 溫度效應33
• 2.3 2 + 1維費米子系統(tǒng)33-37
• 2.3.1 手征對稱性破缺33-35
• 2.3.2 集體激發(fā)模式35-36
• 2.3.3 溫度效應36-37
• 2.4 3 + 1維費米子系統(tǒng)37-39
• 2.4.1 手征對稱性破缺37
• 2.4.2 集體激發(fā)模式37-39
• 2.4.3 溫度效應39
• 2.5 小結39-41
• 第3章 手征化學勢和磁場在QCD相變中的效應41-62
• 3.1 2 + 1維費米子系統(tǒng)中的手征相變41-45
• 3.1.1 真空正規(guī)化與能隙方程41-42
• 3.1.2 集體激發(fā)模式42-45
• 3.2 π超流與反磁催化效應45-53
• 3.2.1 手征化學勢的效應45-48
• 3.2.2 金斯堡-朗道展開與磁場效應48-53
• 3.3 QCD物質中的手征破缺相與色超導相53-60
• 3.3.1 “旋轉”磁場與能隙方程53-57
• 3.3.2 手征化學勢和磁場效應57-60
• 3.4 小結60-62
• 第4章 色超導中的LOFF態(tài)62-75
• 4.1 固體物理中的能帶計算方法62-65
• 4.2 小矩陣近似65-71
• 4.3 BCC態(tài)較低能的區(qū)域71-73
• 4.4 小節(jié)73-75
• 第5章 2 + 1維費米子系統(tǒng)中的拓撲相變75-93
• 5.1 非相對論費米氣中的BCS-BEC過渡75-83
• 5.1.1 p波無自旋費米氣75-76
• 5.1.2 p波配對的量子相變和集體激發(fā)76-80
• 5.1.3 d波配對的量子相變和集體激發(fā)80-83
• 5.2 相對論費米系統(tǒng)中的Kosterlitz-Thouless相變83-91
• 5.2.1 能隙方程與剛度84-89
• 5.2.2 KT相變中的d Hv A振蕩89-91
• 5.3 小節(jié)91-93
• 第6章 總結與展望93-95
• 參考文獻95-102
• 致謝102-104
• 附錄A 磁場下π超流的金斯堡-朗道展開系數104-111
• A.1 二次項系數A的真空正規(guī)化104-106
• A.2 四次項系數B的推導106-111
• 附錄B Ritus方法與介子傳播子111-118
• B.1 Goldstone定理111-112
• B.2 2 + 1維低能激發(fā)的相位剛度112-118
• 個人簡歷、在學期間發(fā)表的學術論文與研究成果118

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本文編號：921612