量子色动力学的凝聚态物理

量子色动力学的凝聚态物理 量子色动力学 核力 强作用力 是自然界四种基本力之一夸克和胶子构成核子 强作用力的基本粒子量子色动力学 强作用的基本理论基本特征 夸克禁闭 没有自由的夸克和胶子 04 诺贝尔物理奖 克雷研究所 新千年七大数学物理难题之一 1 000 000 禁闭问题的解决 将使我们对核力的认识与控制能力有质的飞跃 两种哲学 还原vs浮现 reductionvsemergence 还原 浮现 moreisdifferent p w anderson 波粒二相性 粒子的起源 波的起源 多粒子体系自组织产生准粒子或元激发 还原主义和浮现主义的qcd 还原主义的qcd 夸克和胶子作为点粒子浮现主义的qcd qcd的凝聚态 夸克和胶子作为准粒子或集体激发 其动力学与真空中的不同 还原主义和浮现主义的弦论 还原主义的弦论 所有基本粒子都是弦的激发浮现主义的弦论 各种波动场 光子 狄拉克费米子 引力子 都是弦网凝聚态的激发 x g wen 禁闭的解除 夸克物质新物态 压缩和加热核物质可以使夸克解除禁闭 李政道 1974 collins perry 1975 宇宙中存在夸克物质状态 致密星体的内部存在夸克物质 大爆炸的最初几秒钟 高密夸克物质 高温夸克物质 重核碰撞 高温夸克物质 核变成非常扁的圆盘lorentz收缩因子g 100 两核相互穿越穿越时间 1fm c 剧烈横向膨胀产生高温 最后阶段 较大体积内冷凝 au au对心碰撞 40 x1012ev 6micro joule人类听力灵敏度 10 11erg 10 18joule高温 万亿度 可以把核子溶化 recordedsmallbang rhic star endviewofacollisionoftwo30 billionelectron voltgoldbeamsinthestardetectorattherelativisticheavyioncollideratbrookhavennationallaboratory thebeamstravelinoppositedirectionsatnearlythespeedoflightbeforecolliding courtesy brookhavennationallaboratory 致密星中的低温夸克物质 取自f weber astro ph 007155 解禁闭相变路线图 低温夸克物质的基态 色超导态 色超导态 夸克之间的两两配对的状态早期历史 barrois 77 bailin love 84 研究热潮 mit组 98 stonybrook组 98 色味耦合态 色超导态的相结构非常丰富 夸克有两个新自由度 颜色和味道 超导态的基本性质 水银的超导电性 温度 k i类 ii类 磁涡旋 电阻 两个基本长度或能标 穿透长度 相干长度 无耗散性 迈斯纳效应 能隙 色超导能标之一 无耗散性 小扰动不足以激发准粒子 得到了超导态的重要尺度或能标 迈斯纳效应的穿透长度使用了一种新方法计算了胶子和光子的混合模式 类似于弱电统一理论中的光子 w z混合 新光子在颜色 自旋耦合相中有质量 有电磁meissner效应 与以往的结论是不同的 自旋为1的色超导体是第一类超导体 迈斯纳质量 色超导能标之二 s 0配对 2 flavorsc 2sc bailin love 1984 color flavor locking cfl alford rajagopal wilczek 1984 s 1配对 polarphaseschafer 2000 color spin locking csl bailin love 1984 schafer 2000 pairbreaking 不对称配对 rarecase realcase incolddensequarkmatter 摘自黄梅的报告 化学平衡和电中性色中性条件 摘自黄梅的报告 弱耦合近似下的能隙 son 1999 pisarski rischke 2000 brown liu ren 2000 rischke wang 2002 dependingonphases characteristicofcsc 能隙 结果 two gapstructurebreaksbcs ratioexponentialsuppressionfactorincslfromangularintegral zerotemperature transitiontemperature schmitt wang rischke prd 2003 mixingofgluonandphotonincscnewelectricchargeand8thcolorchargenewphotonandgluonnewcouplingconstant 光子与胶子的迈斯纳质量 与弱电模型比较 计算方法 nambu gorkovbasis calculatepolarizationtensor diagonalization rotatedphotoncanpenetrateinto2scandcfl noemmeissnereffectrotatedphotonincslphaseshasanon vanishingmass emmeissnereffectsince inweakcouplings spin 1color superconductor cslorpolarphase atype isuperconductor 迈斯纳质量 结果总结 schmitt qw rischke prl 2003 色超导与电超导的比较 强耦合与弱耦合色超导 强耦合 bec 情形 弱耦合 bcs 情形 bec和bcs配对的差别 fermionic 模型计算结果 能隙和有效化学势 费米子和玻色子数密度 x是bec bcs转换参数x0 bec区域 deng schmitt wang nucl th 0611097 模型计算结果 费米与玻色量子液体 atomicsystemsatomicbec 1995 weaklyinteractingbosegasfermionicatomgas condensedmattersystemsuperconductor 1911 4he 1937 3he 1971 high tcsuperconductor 1987 1021cm 3 1012cm 3 1nk 100k density temp tobridgedifferentregimes weakinteractiontostronginteractionbosonstofermionsandviceversa 实验装置 efficientloadingintotheopticaltrap 107thermalatoms timeevolution absorptionimages 新思想 规范场 弦对应 rhic结果表明qgp是强耦合理想流体 sqgp sqgp的 理