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《华中师范大学》 2002年
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热密核物质中核子有效质量的研究

舒崧  
【摘要】: 热密核物质研究的理论基础主要是有限温度场论和相对论性的强子动力学模型理论。有限温度场论包括虚时和实时两种理论形式。本文只介绍虚时温度场论。通过虚时温度场计算技术,可以把量子场论中的计算方法过渡到热力学统计中来。相对论性的强子动力学模型理论包括量子强子动力学理论(QHD)和它的平均场求解方法。QHD理论是研究强子自由度的相对论性的量子场论。由于强子并不是点粒子,其内部含有夸克和胶子,而处理夸克这一自由度的基本动力学理论是量子色动力学(QCD)。一般来说:QCD是研究强相互作用的基本理论,但QCD中的微扰计算方法只有在能量很高的情况下才适用,而对于中低能强子物理是无能为力的。虽然有望用非微扰的格点QCD来计算,但其计算过程太复杂,而且物理图象不直观。在当前,QHD理论是一个很好的研究中低能区强子物理的有效理论,其物理描述简单,直观。采用平均场近似后计算上大大被简化,而且计算结果和实验符合得较好。这一理论在描述核物质的集体性质及有限核的性质上取得了很大的成功。在QHD理论诸多理论模型中,QHD-Ⅰ模型(也称Walecka模型)是最简单,也是最基本的。通过这一模型加上虚时温度场论就可以写出核物质系统的配分函数。采用平均场近似后,进一步完成泛函积分可以推导出配分函数的具体表达。最后结合热力学公式可求出各个热力学函数。在此基础上就可以讨论核物质的相关热力学性质。 本文主要采用(QHD-Ⅰ)模型和ZM模型,讨论了在热密核物质中核子有效质量的变化规律。主要讨论了三个方面的问题。第一个方面,采用QHD-Ⅰ模型,可得出核物质在低温下会有一个汽液相变,其它的强子模型也都能给出这一相变。而且已有相关实验在中低能区的重离子碰撞中寻找这—相变的信号。同时, 一 热密介质中强子的有效质量濒良多人研究过.通常认为介质中的强子有效质 量随驱和密度的变化甜的遵J在rownR上。标度律.但SM有文章讨论在 相变环境下核子有效质量的变化规律.本文讨论了相变条件下的核子有效质 量,发现有效质量在相变区会出现多解,分别对应汽相和液相的核子有效质量, 并具体给出了相应有效质量的数值.第二个方面,在ZMng中,在平均场近似 下,真空零点能往往是被忽略的.但经仔细分析会发现,零点能中含有与温度 相夫的有限部分,我Ilte它分离出来并讨论了其Xde子有效质量的影响,发现 在高温下,这一零点s眶正有着显著的贡献.第三个方面,z*翩的提出主要 是为了解决QHD* 中核子有效质量在高温下的陡降问题.通过引人非线 性的耦合淑的确龈子的有效谴雕u了改善,但改善的机理没有被深入的 揭示.本文通过展开非线性耦合常数,并逐阶求解进行分析,讨论了这一改善 的机制,并发现QHD-I模型在高温下的相变机制在ZM模型中遭到了抑制.这 可以解释为什么Zling在高温下没有相变.
【学位授予单位】:华中师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:O572.33

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