[논문 리뷰] Chiral symmetry breaking, color superconductivity and equation of state at high density: a variational approach

Hiranmaya Mishra, Jitendra C. Parikh|arXiv (Cornell University)|2000. 03. 03.

Quantum, superfluid, helium dynamics인용 수 2

한 줄 요약

이 논문은 Nambu-Jona-Lasinio 모형에서 고중성자 밀도에서의 편재성 대칭 붕괴와 색 초전도성의 공존을 변분 방법을 사용하여 조사한다. 변분 기저 상태를 구성하고 열역학적 잠재력을 최소화함으로써, 쿼크-반쿼크 및 이쿼크 쿠르트가 모두 존재하는 상을 규명하였으며, 이는 편재성 대칭 붕괴가 이쿼크 쿠르트 형성의 임계 조건을 낮춘다는 것을 보여주고, 해당 조건에서의 상태 방정식을 계산하였다.

ABSTRACT

We discuss in this note simultaneous existence of chiral symmetry breakingand color superconductivity at finite temperature and density in aNambu-Jona-Lasinio type model. The methodology involves an explicitconstruction of a variational ground state and minimisation of thethermodynamic potential. There appears to be a phase at finite densities withboth quark antiquark as well as diquark condensates for the "ground" state.Chiral symmetry breaking phase appear to catalyse the threshold for the diquarkcondensates to appear. We also compute the equation of state in this model.

연구 동기 및 목표

• 고중성자 밀도에서 편재성 대칭 붕괴와 색 초전도성이 동시에 발생하는지 조사하기.
• 기저 상태에서 쿼크-반쿼크 및 이쿼크 쿠르트가 공존할 조건을 규명하기.
• 편재성 대칭 붕괴가 이쿼크 쌍성의 시작에 어떤 영향을 미치는지 탐구하기.
• 이러한 조건에서의 고밀도 쿼크 물질에 대한 상태 방정식 유도하기.

제안 방법

• 고밀도에서의 강한 상호작용을 기술하기 위해 Nambu-Jona-Lasinio 모형을 사용하기.
• 쿼크-반쿼크 및 이쿼크 쿠르트 쿠르트를 모두 포함하는 변분 기저 상태를 구성하기.
• 유한한 온도와 밀도에서 안정된 상을 결정하기 위해 열역학적 잠재력을 최소화하기.
• 변분 매개변수를 사용하여 쿠르트 강도와 상 경계를 자가일관적으로 결정하기.
• 변분 자유 에너지를 통해 편재성 및 이쿼크 쿠르트 쿠르트 간의 상호작용 분석하기.
• 최소화된 열역학적 잠재력에서 상태 방정식 계산하기.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 고중성자 밀도에서 기저 상태에서 편재성 대칭 붕괴와 색 초전도성이 공존할 수 있는가?
• RQ2 편재성 대칭 붕괴는 이쿼크 쿠르트 형성의 임계 밀도에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ3 두 쿠르트가 모두 존재할 때 열역학적으로 안정된 상의 구조는 어떠한가?
• RQ4 두 쿠르트가 모두 존재할 경우 상태 방정식은 어떻게 변화하는가?

주요 결과

• 유한한 밀도에서 쿼크-반쿼크 및 이쿼크 쿠르트가 모두 기저 상태에 존재하는 상이 존재한다.
• 편재성 대칭 붕괴는 이쿼크 쿠르트 형성의 임계 조건을 낮춘다.
• 변분 방법은 두 유형의 쿠르트가 모두 존재하는 고밀도 쿼크 물질에 대해 일관된 상태 방정식을 도출한다.
• 열역학적 잠재력의 최소화를 통해 드러난 바와 같이, 편재성 및 이쿼크 쿠르트 쿠르트 간의 상호작용이 공존 상을 안정화시킨다.