[論文レビュー] Holographic deconfined QGP phase diagram and entropy with an anomalous flow in a magnetic field background

Jiali Deng, Sheng-Qin Feng|arXiv (Cornell University)|Sep 21, 2021

High-Energy Particle Collisions Research参考文献 54被引用数 9

ひとこと要約

本稿は、異常なチャージド磁気流を含む磁場下におけるクォーク-グルーオンプラズマ（QGP）の脱コンfinement相転移を、ホログラフィック手法を用いて調査している。流体/重力双対性とAdS/QCD双対性を用い、有効なストリング張力とともに、臨界脱コンフィネメント温度が磁場強度の増加に伴い低下することを示しており、これは逆磁場触媒作用を示しており、格子QCDと整合的である。さらに、全相において磁場強度の関数としてエントロピーを計算した結果、単調に減少することが分かった。

ABSTRACT

We assume that the initial hydrodynamic environment is a Quark Gluon Plasma (QGP) phase where merely u and d quarks are considered when adding a magnetic field. When considering the chiral magnetic effect in relativistic heavy ion collisions, an anomalous current will be formed in the QGP environment. The chiral magnetic current formed by these u and d quarks has an impact on the heavy quarkonium. By using fluid/gravity duality, the metric with anomalous flow is established by using fluid/gravity duality, so as to introduce the magnetic field effect into the corresponding metric. And then we use heavy quarkonium as a probe to study phase transition, and utilize the effective string tension of the heavy quarkonium to study phase transition by AdS/QCD theory. The characteristics of reporting inverse magnetic catalysis for the confinement-deconfinement transition with anomalous flow are in qualitative agreement with lattice QCD findings. The heavy-quarkonium asymptotic entropy distributions with different magnetic field around the confinement-deconfinement transition temperature are given in the paper.

研究の動機と目的

• 異常なチャージド磁気流が磁場背景下におけるQCDの脱コンフィネメント相転移に与える影響を調査すること。
• チャージド異常効果と磁場結合を組み込んだ流体/重力双対性を用いてQGP相をモデル化すること。
• AdS/QCDにおける有効ストリング張力により、重クォークボトンを用いて相転移をプローブすること。
• コンフィネーション、転移、脱コンフィネーションの各相において、磁場強度に依存するエントロピーとその依存関係を計算すること。

提案手法

• チャーン・シモンズ結合を含む4+1次元のアインシュタイン＝マクスウェル理論に流体/重力双対性を適用し、チャージド異常と異常電流の流れをモデル化する。
• 遅く変化する流体力学的パラメータを含む計量およびゲージ場の解を構築し、Son-Surowka形式から導かれる異常流速度を含む。
• AdS/QCDにおける有効ストリング張力法を用いてクォーク-反クォークポテンシャルを分析し、ストリング張力の挙動から相転移を検出する。
• 熱力学的関係とホログラフィック手法を用いて、脱コンフィネーション、転移、コンフィネーションの三つの領域において、エントロピー（TS）を磁場の関数として計算する。
• uおよびdクォークを含む質量のないクォーク-グルーオンガス（Nf=2）を考慮し、υ_anom ≈ −0.003 (eB/T²)(μμA/T²) のように異常流速度を導出する。
• υ_anomにおける摂動的展開を用いて相転移条件を解き、qC² = qC0² + υ_anom G(η, Q, ˙Q, ¨Q) を導出し、臨界温度のずれを追跡する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 異常なチャージド磁気流は、磁場下における脱コンフィネメント相転移温度にどのように影響を与えるか？
• RQ2 異常流の取り入れは、QGP相図において逆磁場触媒作用を引き起こすか？
• RQ3 運動するQGP中における磁場およびラピディティの変化に伴い、重クォークボトンの有効ストリング張力はどのように変化するか？
• RQ4 コンフィネーション-脱コンフィネーション相転移全域において、エントロピー（TS）は磁場の関数としてどのように振る舞うか？
• RQ5 相転移温度は、クォークボトンのラピディティおよび磁場強度にどのように依存するか？

主な発見

• 異常なチャージド磁気流のおかげで、臨界脱コンフィネーション温度TCは磁場強度の増加に伴い低下し、逆磁場触媒作用が示された。
• 静的でない（非ゼロのラピディティを持つ）クォークボトンでは、臨界温度が静的状態よりも低く、相対論的衝突においてQGP相がより長持ちすることを示唆している。
• 有効ストリング張力法により、格子QCDの結果と整合的な相転移が確認され、磁場の存在下で結合が抑制されることを示した。
• エントロピー（TS）は、全三相（コンフィネーション、転移、脱コンフィネーション）において、磁場強度の増加に伴い単調に減少した。
• 異常流速度は、υ_anom ≈ −0.003 (eB/T²)(μμA/T²) として導出され、質量のないクォーク-グルーオンガス（Nf=2）におけるuおよびdクォークの寄与を含む。
• 臨界磁場依存性は qC² = qC0² + υ_anom G(η, Q, ˙Q, ¨Q) により捉えられ、異常流に起因する相境界のずれが示された。